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JP7378115B2 - Terrain measurement method and markers for terrain measurement - Google Patents
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Description

本発明は、地形を計測するための地形計測方法と、地形を計測する際に用いる地形計測用マーカーとに関する。 The present invention relates to a topography measurement method for measuring topography, and a topography measurement marker used when measuring topography.

古墳の調査においては、その三次元形状を計測することが重要である。古墳の三次元形状の計測は、古くから、平板測量で行われていた。しかし、平板測量は、人為的な労力が膨大であることに加えて、計測精度も低いという欠点を有していた。このため、近年では、古墳の上空からレーザーを照射することにより、古墳の三次元形状を計測することも行われるようになっている(例えば、特許文献1の段落0036を参照。)。しかし、この方法は、樹冠などに覆われて上空から隠れた部分の地表の起伏を捉えることができないという欠点を有していた。したがって、レーザーを用いた上空からの計測は、飽くまで現地調査の補助として利用されるに過ぎず、古墳の三次元形状を正確に計測するためには、現地調査を要することに変わりはなかった。 When investigating ancient tombs, it is important to measure their three-dimensional shape. Measuring the three-dimensional shape of ancient tombs has been carried out by flat plate surveying for a long time. However, flat surveying has the drawbacks of requiring a huge amount of human labor and low measurement accuracy. For this reason, in recent years, the three-dimensional shape of a burial mound has been measured by irradiating a laser beam from above the burial mound (for example, see paragraph 0036 of Patent Document 1). However, this method has the disadvantage that it cannot capture the undulations of the earth's surface in areas covered by tree canopies and hidden from the sky. Therefore, aerial measurements using lasers were only used as an aid to on-site surveys, and on-site surveys were still required to accurately measure the three-dimensional shape of kofun.

このような実状に鑑みて、本出願人は、地上に三次元スキャナーを設置して古墳の地形の三次元形状を計測する方法を提案している(例えば、特許文献2を参照。)。しかし、古墳の表面は、起伏に富んでいることに加えて、古墳の表面には、樹木や雑草などの障害物が多く存在している。このため、1回の計測では、古墳全体の三次元形状を計測することができない。この点、特許文献2の地形計測方法では、三次元スキャナーによる計測を複数地点で行い、それぞれの計測で得られた三次元地形データを合成することによって、古墳など、計測対象領域の略全域の三次元形状を得るようにしている。 In view of this situation, the present applicant has proposed a method of measuring the three-dimensional shape of the topography of a burial mound by installing a three-dimensional scanner on the ground (see, for example, Patent Document 2). However, in addition to the undulating surface of the tumulus, there are many obstacles such as trees and weeds on the surface of the tumulus. For this reason, it is not possible to measure the three-dimensional shape of the entire burial mound in one measurement. In this regard, in the topographical measurement method of Patent Document 2, measurements are taken at multiple points using a three-dimensional scanner, and the three-dimensional topographical data obtained from each measurement is combined to cover almost the entire area of the measurement target area, such as a burial mound. I'm trying to get a three-dimensional shape.

また、上記のように、複数地点で計測された三次元地形データを合成する際には、それぞれの三次元地形データにおける三次元的な方向を特定する必要があり、そのためには、それぞれの三次元地形データにおける少なくとも3つの地点の座標を把握しておく必要がある。この点、上記の特許文献2の地形計測方法では、1つの地点の座標については、三次元スキャナーを設置した地点のGPS座標を用い、残りの2つの地点の座標については、マーカーを設置した地点のGPS座標を用いることで、それぞれの三次元地形データにおける三次元的な方向を特定するようにしている。 Furthermore, as mentioned above, when combining 3D terrain data measured at multiple points, it is necessary to identify the 3D direction of each 3D terrain data. It is necessary to know the coordinates of at least three points in the original terrain data. In this regard, in the topography measurement method of Patent Document 2 mentioned above, the coordinates of one point are determined by using the GPS coordinates of the point where the three-dimensional scanner is installed, and the coordinates of the remaining two points are determined by the point where the marker is installed. By using the GPS coordinates of , the three-dimensional direction in each three-dimensional terrain data is specified.

特開2009-014643号公報JP2009-014643A 特許第6479718号公報Patent No. 6479718

しかし、特許文献2の地形計測方法では、三次元的な方向が特定された複数の三次元地形データの合成を必ずしも容易に行うことができなかった。 However, with the terrain measurement method of Patent Document 2, it is not always possible to easily synthesize a plurality of three-dimensional terrain data whose three-dimensional directions are specified.

というのも、特許文献2の地形計測方法では、三次元的な方向が特定された後の複数の三次元地形データが上手く繋がるようにするため、三次元スキャナーでそれぞれの三次元地形データを計測する際には、それぞれの計測範囲における隣の計測範囲と重なり合う箇所に「スフィア」と呼ばれる球体を配置し、得られた三次元地形データを合成する際には、それぞれの三次元地形データにおけるスフィアの反映箇所にナンバーリングを行い、同じスフィアが重なるように隣り合う三次元地形データを連結していく。 This is because, in the terrain measurement method of Patent Document 2, in order to connect multiple pieces of 3D terrain data well after the 3D direction is specified, each 3D terrain data is measured using a 3D scanner. When doing this, a sphere called a "sphere" is placed in each measurement range where it overlaps with the adjacent measurement range, and when composing the obtained 3D terrain data, the spheres in each 3D terrain data are Numbering is performed at the reflected locations, and adjacent three-dimensional terrain data are connected so that the same spheres overlap.

ところが、三次元地形データ上では、樹木にぶら下がっている丸い果実や、地面に立てられた丸い看板や、地面に転がっているボールなどをスフィアとして誤認識してしまうことがある。このような誤認識が生じた場合には、それらの三次元地形データは上手く繋がらない状態となる。この場合には、「上手く繋がっていない」ことは分かっても、どのスフィアに誤認識が起きたのかの特定は、コンピュータなどの機械では行うことができず、人間がその三次元地形データの画像を実際に見ながら行う必要があり、多大な労力を要するからである。 However, on 3D terrain data, objects such as round fruits hanging from trees, round signboards erected on the ground, and balls rolling on the ground may be mistakenly recognized as spheres. If such erroneous recognition occurs, the three-dimensional terrain data will not be properly connected. In this case, even if it is known that the sphere is not connected well, it is not possible for a machine such as a computer to identify which sphere has been misrecognized, and a human being can create an image of the three-dimensional topographic data. This is because it requires a lot of effort as it has to be done while actually looking at it.

また、特許文献2の地形計測方法では、三次元地形データを取得することが必要であった区域の三次元地形データが取得できていなかったことが後から判明するなどして、その区域の三次元地形データを三次元スキャナーにより再計測しようとした場合に、多大な労力を要するという欠点もあった。 In addition, with the topography measurement method of Patent Document 2, it may be later discovered that 3D topography data for an area where it was necessary to obtain 3D topography data could not be obtained, and the 3D topography data for that area may Another drawback was that it required a great deal of effort to re-measure the original topographical data using a three-dimensional scanner.

というのも、特許文献2の地形計測方法を終えた後には、通常、全てのマーカーやスフィアが撤去された状態となっている。このため、三次元地形データが取得できていなかった区域の三次元地形データを再計測する際には、その辺りにマーカーや三次元スキャナーを設置して計測するだけでは足らず、上記のスフィアを隣の三次元地形データにおけるスフィアの位置に一致するように配する必要があるなど、周囲の三次元地形データとの連携を考慮しながら計測を行う必要があるからである。 This is because, after completing the terrain measurement method of Patent Document 2, all markers and spheres are usually removed. Therefore, when remeasuring 3D topographic data in an area where 3D topographic data could not be obtained, it is not enough to simply install markers or 3D scanners in the area and take measurements; This is because it is necessary to perform measurements while taking into consideration cooperation with surrounding three-dimensional topographic data, such as the need to arrange the sphere to match the position of the sphere in three-dimensional topographic data.

さらに、特許文献2の地形計測方法では、マーカーを設置した地点のGPS座標と、三次元スキャナーを設置した地点のGPS座標とを取得する必要があった。このため、マーカーや三次元スキャナーは、上方が樹冠などで覆われていない箇所に設置しなければならず、樹木が生い茂っている箇所では、計測作業を効率的に行うことができなかった。加えて、マーカーの中心や、三次元スキャナーの中心のGPS座標を正確に取得すること自体も容易ではなかった。 Furthermore, in the topography measurement method of Patent Document 2, it was necessary to obtain the GPS coordinates of the point where the marker was installed and the GPS coordinates of the point where the three-dimensional scanner was installed. For this reason, markers and three-dimensional scanners had to be installed in areas where the upper part was not covered by tree canopies, making it impossible to perform measurements efficiently in areas with thick trees. In addition, it is not easy to accurately obtain the GPS coordinates of the center of a marker or the center of a three-dimensional scanner.

本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、複数の三次元地形データの合成を容易に行うことができる地形計測方法を提供するものである。また、三次元地形データを取得することが必要であった区域の三次元地形データが取得できていなかったことが後から判明した場合であっても、その区域の三次元地形データを三次元スキャナーにより容易に再計測することができる地形計測方法を提供することも本発明の目的である。さらに、三次元スキャナーやマーカーを設置した地点のGPS座標を取得する必要のない地形計測方法を提供することも本発明の目的である。さらにまた、このような地形計測方法を実施する際に好適に用いることができる地形計測用マーカーを提供することも本発明の目的である。 The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a terrain measurement method that can easily synthesize a plurality of three-dimensional terrain data. In addition, even if it is later discovered that 3D topographic data for an area that required 3D topographic data was not acquired, the 3D topographic data for that area can be transferred to the 3D scanner. It is also an object of the present invention to provide a topographic measurement method that allows easy re-measurement. Furthermore, it is another object of the present invention to provide a terrain measuring method that does not require a three-dimensional scanner or acquiring GPS coordinates of points where markers are installed. Furthermore, it is also an object of the present invention to provide a topographical measurement marker that can be suitably used when carrying out such a topographical measuring method.

上記課題は、
三次元スキャナーにより得た複数の三次元地形データD~D(Nは2以上のある整数)を合成することによって、計測対象領域における略全域の三次元地形データを得る地形計測方法であって、
三次元地形データDを、
計測対象領域のうち、三次元地形データDに対応する区域における少なくとも3つの点P1.1,P1.2,P1.3にマーカーを設置するマーカー設置工程と、
一の座標系における点P1.1,P1.2,P1.3の座標を取得するマーカー座標取得工程と、
点P1.1,P1.2,P1.3に設置した全てのマーカーが視野に入る地点に三次元スキャナーを設置し、三次元スキャナーの周囲をスキャンするスキャン工程と
を経て取得し、
以降の三次元地形データD~Dも、三次元地形データDと同様の工程を経て取得し、
三次元地形データD~Dを取得する際のそれぞれのマーカー座標取得工程で取得したマーカーの座標を基準として、三次元地形データD~Dを前記一の座標系に配置していくことで、三次元地形データD~Dを合成するようにした
ことを特徴とする地形計測方法
を提供することによって解決される。
The above issues are
This is a topography measurement method that obtains 3D topography data for almost the entire area in a measurement target area by combining a plurality of 3D topography data D 1 to D N (N is an integer greater than or equal to 2) obtained by a 3D scanner. hand,
Three-dimensional terrain data D1 ,
A marker installation step of installing markers at at least three points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3 in the area corresponding to the three-dimensional topographical data D 1 in the measurement target area;
a marker coordinate acquisition step of acquiring the coordinates of points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3 in one coordinate system;
A three-dimensional scanner is installed at a point where all the markers installed at points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3 come into view, and the area around the three-dimensional scanner is scanned.
The subsequent three-dimensional terrain data D2 to DN are also obtained through the same process as the three-dimensional terrain data D1 ,
The three-dimensional terrain data D 1 to D N are arranged in the first coordinate system based on the coordinates of the markers acquired in the respective marker coordinate acquisition steps when acquiring the three-dimensional terrain data D 1 to D N. This problem can be solved by providing a terrain measurement method characterized in that three-dimensional terrain data D 1 to D N are synthesized.

ここで、「計測対象領域」とは、計測対象の周辺領域も含まれる概念である。したがって、例えば、古墳の全体形状を計測する場合には、計測対象である古墳上にマーカーを設置する場合だけでなく、古墳の周辺区域にマーカーを設置する場合や、その両方(古墳内及び古墳の周辺区域)にマーカーを設置する場合も、本発明の技術的範囲に含まれる。 Here, the "measurement target area" is a concept that includes the peripheral area of the measurement target. Therefore, for example, when measuring the overall shape of a tumulus, it is not only necessary to place markers on the tumulus that is the object of measurement, but also to place markers in the surrounding area of the tumulus, or both (inside the tumulus and inside the tumulus). It also falls within the technical scope of the present invention to install a marker in the area surrounding the area.

また、「以降の三次元地形データD~Dも、三次元地形データDと同様の工程を経て取得」とは、具体的には、nを2以上でN以下の整数とした場合に、
三次元地形データDを、
計測対象領域のうち、三次元地形データDに対応する区域における少なくとも3つの点Pn.1,Pn.2,Pn.3にマーカーを設置するマーカー設置工程と、
一の座標系における点Pn.1,Pn.2,Pn.3の座標を取得するマーカー座標取得工程と、
点Pn.1,Pn.2,Pn.3に設置した全てのマーカーが視野に入る地点に三次元スキャナーを設置し、三次元スキャナーの周囲をスキャンするスキャン工程と
を経て取得することを意味している。
Furthermore, "the subsequent three-dimensional terrain data D 2 to D N are also obtained through the same process as the three-dimensional terrain data D 1 " means, specifically, when n is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to N. To,
Three-dimensional terrain data D n ,
At least three points P n in the area corresponding to the three-dimensional topographical data D n in the measurement target area . 1 , P n. 2 , Pn . A marker installation process of installing a marker in step 3 ;
Point P n in one coordinate system. 1 , P n. 2 , Pn . a marker coordinate acquisition step of acquiring the coordinates of 3 ;
Point P n. 1 , P n. 2 , Pn . This means that a three-dimensional scanner is installed at a point where all the markers set in step 3 can be seen, and the image is acquired through a scanning process in which the area around the three-dimensional scanner is scanned.

本発明の地形計測方法では、複数(N個)の三次元地形データD~Dの方向や位置を、それぞれの三次元地形データD~Dに含まれる少なくとも3つの点の座標(マーカーを設置した点の座標)によって特定することができ、それらのマーカーの座標を基に、三次元地形データD~Dを共通な座標系(前記一の座標系)に配置していくことで、三次元地形データD~Dを合成するようになっている。このため、三次元スキャナーによる計測により得られた三次元地形データD~Dにおけるマーカーの反映箇所に座標を与えただけで、三次元地形データD~Dが自然と合成されるようになっており、スフィアを利用しなくても、三次元地形データD~Dを合成することが可能となっている。したがって、三次元地形データD~Dの合成を容易に行うことが可能となっている。加えて、三次元スキャナーによる計測を行う際には、現場にスフィアを設置する必要もなく、三次元スキャナーによる計測作業を効率的に行うことも可能となっている。 In the topography measurement method of the present invention, the directions and positions of a plurality of (N) pieces of three-dimensional topography data D 1 to D N are determined by the coordinates ( Based on the coordinates of those markers, the three-dimensional terrain data D 1 to D N are arranged in a common coordinate system (the first coordinate system). In this way, the three-dimensional terrain data D 1 to D N are synthesized. Therefore, by simply giving the coordinates to the reflection points of the markers in the 3D topographic data D 1 to D N obtained by measurement with a 3D scanner, the 3D topographic data D 1 to D N can be naturally synthesized. This makes it possible to synthesize three-dimensional terrain data D 1 to D N without using a sphere. Therefore, it is possible to easily synthesize the three-dimensional terrain data D 1 to D N. In addition, when performing measurements using a 3D scanner, there is no need to install a sphere on-site, making it possible to perform measurement tasks efficiently using a 3D scanner.

また、本発明の地形計測方法では、上記のように、三次元スキャナーによる計測を行う際に現場にスフィアを設置する必要がない。このため、三次元地形データを取得することが必要であった区域の三次元地形データが取得できていなかったことが後から判明した場合であっても、周囲の三次元地形データとの連携を考慮することなく、三次元地形データが取得できていなかった区域にマーカーや三次元スキャナーを適当に設置すれば、その区域の三次元地形データを再計測することが可能である。したがって、三次元地形データを取得することが必要であった区域の三次元地形データを容易に再計測することも可能である。 Further, in the topographic measurement method of the present invention, as described above, there is no need to install a sphere at the site when performing measurement using a three-dimensional scanner. For this reason, even if it is later discovered that 3D terrain data for an area that required 3D terrain data could not be acquired, it is not possible to link with surrounding 3D terrain data. Without taking this into account, if a marker or 3D scanner is appropriately installed in an area where 3D topographic data has not been obtained, it is possible to re-measure the 3D topographic data for that area. Therefore, it is also possible to easily re-measure the three-dimensional topographical data of the area for which it was necessary to obtain the three-dimensional topographical data.

本発明の地形計測方法において、マーカーの座標を取得する方法は、特に限定されない。マーカーの座標は、GPSによって取得することもできるが、この場合には、上述したように、上方が樹冠で覆われるなどしてGPS座標が取得しにくい箇所には、マーカーを設置しにくくなる。ところが、同一の区域に設置される少なくとも3つのマーカーは、その全てのマーカーが三次元スキャナーの視野に入る箇所に設置する必要があり、マーカーの設置箇所は、三次元スキャナーとの関係でも、ある程度制限される。このため、上方の障害物(樹冠など)の有無までを意識しながらマーカーを設置するようになることは、マーカーの設置作業の効率を大幅に低下させるおそれがある。したがって、マーカーの座標は、GPSではなく、以下のように、トランシットによる計測で取得することが好ましい。 In the topography measurement method of the present invention, the method of acquiring the coordinates of the marker is not particularly limited. The coordinates of the marker can also be obtained by GPS, but in this case, as described above, it becomes difficult to install the marker in a location where it is difficult to obtain GPS coordinates because the top is covered with a tree canopy or the like. However, at least three markers installed in the same area must be installed in locations where all of the markers are within the field of view of the 3D scanner, and the location of the markers may vary to some extent in relation to the 3D scanner. limited. For this reason, if markers are placed while paying attention to the presence or absence of obstacles (such as tree crowns) above, there is a risk that the efficiency of the marker installation work will be significantly reduced. Therefore, it is preferable that the coordinates of the marker be obtained not by GPS but by measurement using transit as described below.

すなわち、
三次元地形データDを取得する際のマーカー座標取得工程を、
三次元地形データDに対応する区域又はその付近にトランシットを設置するトランシット設置工程と、
前記一の座標系におけるトランシットを設置した点の座標を取得するトランシット座標取得工程と、
トランシットによる測定によって前記一の座標系における点P1.1,P1.2,P1.3の座標を取得するマーカー座標測定工程と
を経ることによって行い、
以降の三次元地形データD~Dを取得する際のマーカー座標取得工程も、三次元地形データDを取得する際のマーカー座標取得工程と同様の工程を経て行う
ことが好ましい。
That is,
The marker coordinate acquisition process when acquiring three-dimensional terrain data D1 is as follows:
a transit installation step of installing a transit in or near an area corresponding to three-dimensional topographical data D1 ;
a transit coordinate acquisition step of acquiring the coordinates of the point where the transit is installed in the first coordinate system;
A marker coordinate measuring step of acquiring the coordinates of points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 in the one coordinate system by measurement using a transit;
It is preferable that the subsequent marker coordinate acquisition step for acquiring the three-dimensional topographic data D 2 to D N is also performed through the same steps as the marker coordinate acquisition step for acquiring the three-dimensional topographic data D 1 .

ここで、「以降の三次元地形データD~Dを取得する際のマーカー座標取得工程も、三次元地形データDを取得する際のマーカー座標取得工程と同様の工程を経て行う」とは、具体的には、nを2以上でN以下の整数とした場合に、
三次元地形データDを取得する際のマーカー座標取得工程を、
三次元地形データDに対応する区域又はその付近にトランシットを設置するトランシット設置工程と、
前記一の座標系におけるトランシットを設置した点の座標を取得するトランシット座標取得工程と、
トランシットによる測定によって前記一の座標系における点Pn.1,Pn.2,Pn.3の座標を取得するマーカー座標測定工程と
を経ることによって行うことを意味している。
Here, "the marker coordinate acquisition process when acquiring the subsequent three-dimensional terrain data D 2 to D N is also performed through the same process as the marker coordinate acquisition process when acquiring the three-dimensional terrain data D 1 ". Specifically, when n is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to N,
The marker coordinate acquisition process when acquiring three-dimensional terrain data Dn is as follows:
a transit installation step of installing a transit in or near an area corresponding to three-dimensional topographical data D n ;
a transit coordinate acquisition step of acquiring the coordinates of the point where the transit is installed in the first coordinate system;
The point P n. in the first coordinate system is determined by the transit measurement. 1 , P n. 2 , Pn . This means that it is carried out by passing through the marker coordinate measurement step of obtaining the coordinates of step 3 .

これにより、上方に樹冠などの障害物が存在する箇所でもマーカーを設置することができるようになり、マーカーの設置作業を効率的に行うことが可能になる。 This makes it possible to install markers even in locations where there are obstacles such as tree canopies above, making it possible to efficiently perform marker installation work.

ただし、上記のように、マーカーの座標をトランシットにより取得する場合には、トランシットを設置した点の座標が決まらなければ、マーカーの座標も決まらないことになるため、トランシットの座標を取得する必要がある。トランシットの座標を取得する方法も、特に限定されない。しかし、上述したマーカーの座標を取得する場合と同様、GPSによって取得するようにすると、上方が樹冠で覆われるなどしてGPS座標が取得しにくい箇所には、トランシットを設置しにくくなる。したがって、トランシットの座標も、GPSではなく、以下のように、そのトランシットによる計測で取得することが好ましい。 However, as mentioned above, when acquiring the coordinates of a marker by transit, the coordinates of the marker cannot be determined unless the coordinates of the point where the transit is installed are determined, so it is necessary to acquire the coordinates of the transit. be. The method of acquiring the transit coordinates is also not particularly limited. However, similar to the case of acquiring the marker coordinates described above, if the coordinates are acquired by GPS, it becomes difficult to install a transit in a place where it is difficult to acquire GPS coordinates because the upper part is covered with a tree canopy. Therefore, it is preferable that the coordinates of the transit are also obtained by measurement using the transit, as described below, instead of using GPS.

すなわち、
三次元スキャナーによるスキャンに先立って、
計測対象領域又はその付近に基準点を設置する基準点設置工程と、
前記一の座標系における前記基準点の座標を取得する基準点座標取得工程と
を予め行っておき、
三次元地形データDを取得する際のトランシット座標取得工程において、前記基準点をトランシットで計測することによって、前記一の座標系におけるトランシットを設置した点の座標を取得するとともに、
以降の三次元地形データD~Dを取得する際のトランシット座標取得工程においても、三次元地形データDを取得する際のトランシット座標取得工程と同様の手順でトランシットの座標を取得する
ことが好ましい。
That is,
Prior to scanning with a 3D scanner,
a reference point setting step of setting a reference point in or near the measurement target area;
performing in advance a reference point coordinate acquisition step of acquiring the coordinates of the reference point in the one coordinate system;
In the transit coordinate acquisition step when acquiring the three-dimensional terrain data D1 , by measuring the reference point with the transit, the coordinates of the point where the transit is installed in the one coordinate system are acquired;
In the subsequent transit coordinate acquisition process when acquiring the three-dimensional terrain data D2 to DN , the transit coordinates are acquired using the same procedure as the transit coordinate acquisition process when acquiring the three-dimensional terrain data D1 . is preferred.

ここで、「以降の三次元地形データD~Dを取得する際のトランシット座標取得工程においても、三次元地形データDを取得する際のトランシット座標取得工程と同様の手順でトランシットの座標を取得する」とは、具体的に、nを2以上でN以下の整数とした場合に、三次元地形データDを取得する際のトランシット座標取得工程において、前記複数基準点をトランシットで計測することによって、前記一の座標系におけるトランシットの設置した点の座標を取得するようにすることを意味している。 Here, ``In the subsequent transit coordinate acquisition process when acquiring three-dimensional terrain data D 2 to D Specifically, when n is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to This means that the coordinates of the point where the transit is installed in the one coordinate system are obtained.

これにより、上方に樹冠などの障害物が存在する箇所でもトランシットを設置することができるようになり、トランシットの設置作業を効率的に行うことが可能になる。 This makes it possible to install the transit even in locations where there are obstacles such as tree canopies above, making it possible to efficiently install the transit.

本発明の地形計測方法において、マーカー設置工程で設置するマーカーは、周辺の風景から識別できるものであれば特に限定されないが、
地面に立設するための支柱と、
支柱の上部に配され、マーカー座標取得工程で座標が取得される座標取得点が設けられたマーカー表示部と
で構成されたものを用いることが好ましい。
In the topographic measurement method of the present invention, the markers installed in the marker installation step are not particularly limited as long as they can be identified from the surrounding scenery, but
A support for standing on the ground,
It is preferable to use a marker display section disposed on the upper part of the support column and provided with a coordinate acquisition point whose coordinates are acquired in the marker coordinate acquisition step.

このように、マーカーにおけるマーカー表示部(三次元スキャナーによって認識される部分)を支柱の上部に配することによって、マーカー表示部を地面よりも高い場所に配することができる。このため、計測対象領域に起伏や障害物がある場合であっても、マーカー表示部が遠くからでも視認できるようにすることが可能になる。このため、ある箇所に設置した三次元スキャナーで広い範囲の区域を計測できるようになり、三次元スキャナーで計測を行う区域の数を減らすことが可能になる。したがって、地形計測をより効率的に行うことも可能になる。 In this way, by disposing the marker display part (the part recognized by the three-dimensional scanner) of the marker on the top of the support column, the marker display part can be disposed at a higher location than the ground. Therefore, even if there are undulations or obstacles in the measurement target area, it is possible to make the marker display section visible even from a distance. Therefore, it becomes possible to measure a wide range of areas with a 3D scanner installed at a certain location, and it becomes possible to reduce the number of areas that need to be measured with a 3D scanner. Therefore, it is also possible to perform topographical measurements more efficiently.

このとき、マーカー(三次元スキャナーによるスキャンによって地形を計測する際に地面に設置される地形計測用マーカー)は、マーカー表示部における座標取得点の位置を動かさない状態でマーカー表示部の向きを水平方向及び鉛直方向に調節できるものとすることが好ましい。より具体的には、
マーカーを、
地面に立設するための支柱と、
支柱の上部に配され、マーカー座標取得工程で座標が取得される座標取得点が設けられたマーカー表示部と、
マーカー表示部の向きを水平方向で調節するための水平角度調節機構と、
マーカー表示部の向きを鉛直方向で調節するための鉛直角度調節機構と
を備えたものとし、
マーカー表示部における、水平角度調節機構によるマーカー表示部の回転中心線と、鉛直角度調節機構によるマーカー表示部の回転中心線とが交差する箇所に、前記座標取得点が配された
ものとすることが好ましい。
At this time, the marker (a topographic measurement marker installed on the ground when measuring the topography by scanning with a three-dimensional scanner) is set so that the orientation of the marker display section is horizontal without moving the position of the coordinate acquisition point on the marker display section. Preferably, it can be adjusted both in the direction and in the vertical direction. More specifically,
marker,
A support for standing on the ground,
a marker display section disposed on the top of the support column and provided with a coordinate acquisition point from which coordinates are acquired in a marker coordinate acquisition step;
a horizontal angle adjustment mechanism for adjusting the orientation of the marker display section in the horizontal direction;
and a vertical angle adjustment mechanism for adjusting the orientation of the marker display section in the vertical direction,
The coordinate acquisition point is arranged at a location in the marker display section where a center line of rotation of the marker display section caused by the horizontal angle adjustment mechanism and a center line of rotation of the marker display section caused by the vertical angle adjustment mechanism intersect. is preferred.

というのも、マーカー表示部は、三次元スキャナーやトランシットに対して正対していることが好ましいところ、計測現場では、マーカー表示部の向きを調節したい場面も生じてくるからである。また、マーカー表示部の向きを調節したときにマーカー表示部における座標取得点が動いてしまうと、トランシットなどで取得したマーカーの座標に誤差が生じてしまうところ、マーカー表示部の向きを変えても座標取得点の位置が動かないようにすることで、このような誤差が生じないようにすることもできる。 This is because, although it is preferable for the marker display section to directly face the three-dimensional scanner or transit, there may be situations where it is desired to adjust the orientation of the marker display section at the measurement site. In addition, if the coordinate acquisition point in the marker display section moves when the orientation of the marker display section is adjusted, an error will occur in the coordinates of the marker obtained during transit, etc., but even if the orientation of the marker display section is changed, It is also possible to prevent such errors from occurring by preventing the position of the coordinate acquisition point from moving.

以上のように、本発明によって、複数の三次元地形データの合成を容易に行うことができる地形計測方法を提供することが可能になる。また、三次元地形データを取得することが必要であった区域の三次元地形データが取得できていなかったことが後から判明した場合であっても、その区域の三次元地形データを三次元スキャナーにより容易に再計測することができる地形計測方法を提供することも可能になる。さらに、三次元スキャナーやマーカーを設置した地点のGPS座標を取得する必要のない地形計測方法を提供することも可能になる。さらにまた、このような地形計測方法を実施する際に好適に用いることができる地形計測用マーカーを提供することも可能になる。 As described above, the present invention makes it possible to provide a terrain measurement method that can easily synthesize a plurality of three-dimensional terrain data. In addition, even if it is later discovered that 3D topographic data for an area that required 3D topographic data was not acquired, the 3D topographic data for that area can be transferred to the 3D scanner. This also makes it possible to provide a topographic measurement method that allows easy re-measurement. Furthermore, it is also possible to provide a terrain measurement method that does not require a three-dimensional scanner or the acquisition of GPS coordinates of points where markers are installed. Furthermore, it is also possible to provide a topographical measurement marker that can be suitably used when carrying out such a topographical measuring method.

本発明の地形計測方法によって得られる三次元地形データの一例を示した図である。1 is a diagram showing an example of three-dimensional terrain data obtained by the terrain measurement method of the present invention. 本発明の地形計測方法の基本的なフローの一例を示したフローチャートである。1 is a flowchart showing an example of the basic flow of the topographic measurement method of the present invention. 本発明の地形計測方法における三次元地形データの取得順の一例を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the order in which three-dimensional terrain data is acquired in the terrain measurement method of the present invention. 本発明の地形計測方法において三次元地形データDを取得する際のフローの一例を示したフローチャートである。2 is a flowchart showing an example of a flow when acquiring three-dimensional terrain data D1 in the terrain measurement method of the present invention. 本発明の地形計測方法で使用するマーカーの一例を示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a marker used in the topographic measurement method of the present invention. 本発明の地形計測方法で使用するマーカーの他例を示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing another example of a marker used in the topographic measurement method of the present invention. 図6のマーカーにおけるマーカー表示部を水平軸L回りに180°回転させた状態を示した斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the marker display section of the marker in FIG. 6 is rotated by 180 degrees around a horizontal axis L1 . 本発明の地形計測方法においてマーカー座標取得工程のフローの一例を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed an example of the flow of a marker coordinate acquisition process in the terrain measurement method of the present invention. 本発明の地形計測方法においてトランシット座標取得工程のフローの一例を示したフローチャートである。2 is a flowchart showing an example of the flow of a transit coordinate acquisition step in the topography measurement method of the present invention. 本発明の地形計測方法においてスキャン工程を行っている様子を示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a scanning process in the topography measurement method of the present invention. 本発明の地形計測方法において三次元地形データ合成工程を行っている様子を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing how a three-dimensional terrain data synthesis step is performed in the terrain measurement method of the present invention.

本発明の地形計測方法の好適な実施態様について、図面を用いてより具体的に説明する。本発明の地形計測方法の技術的範囲は、以下で述べる実施態様に限定されることなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更を施すことができる。 A preferred embodiment of the topographic measurement method of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The technical scope of the topographic measurement method of the present invention is not limited to the embodiments described below, and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.

1.本発明の地形計測方法の基本的な流れ
図1は、本実施態様の地形計測方法によって得られる三次元地形データDの一例を示した図である。図1では、三次元地形データDとして、古墳の三次元形状を計測したものを示している。以下においては、説明の便宜上、図1に示す古墳の三次元形状を計測する場合を例に挙げて本発明の地形計測方法を説明する。しかし、本発明の地形計測方法の用途は、古墳の調査に限定されるものではなく、各種用途において好適に採用することができる。
1. Basic flow of the topography measurement method of the present invention FIG. 1 is a diagram showing an example of three-dimensional topography data D obtained by the topography measurement method of the present embodiment. In FIG. 1, the measured three-dimensional shape of the burial mound is shown as three-dimensional topographical data D. In the following, for convenience of explanation, the topographical measurement method of the present invention will be explained using as an example the case where the three-dimensional shape of a burial mound shown in FIG. 1 is measured. However, the use of the topographic measurement method of the present invention is not limited to the investigation of ancient tombs, but can be suitably employed in various uses.

図2は、本発明の地形計測方法の基本的なフローの一例を示したフローチャートである。本実施態様の地形計測方法では、図2におけるステップS100,S200,S300,S400,S500に示されるように、まず、三次元地形データD~D(Nは2以上のある整数)を順次取得していく。すなわち、三次元地形データDを取得した後に三次元地形データDを取得し、三次元地形データDを取得した後に三次元地形データDを取得し・・・という作業を、最後の三次元地形データD(N番目の三次元地形データD)が取得されるまで繰り返し行う。 FIG. 2 is a flowchart showing an example of the basic flow of the topography measurement method of the present invention. In the terrain measurement method of this embodiment, as shown in steps S100, S200, S300, S400, and S500 in FIG . I will continue to acquire it. That is, after acquiring 3D terrain data D 1 , 3D terrain data D 2 is acquired, and after acquiring 3D terrain data D 2 , 3D terrain data D 3 is acquired, and so on. This process is repeated until the three-dimensional terrain data DN (Nth three-dimensional terrain data DN ) is obtained.

三次元地形データD~Dを取得する作業は、後述するように、現場(計測対象領域)に所定の器具(三次元スキャナーなど)を持ち込んで計測を行うことにより行われる。このため、計測作業を複数グループに分かれて並行して行うことができる場合などには、三次元地形データD~Dは、1つずつ取得する必要はなく、複数個ずつを並行して取得していくこともできる。最後の三次元地形データD(N番目の三次元地形データD)が取得されると、図2におけるステップ600に示されるように、取得されたN個の三次元地形データD~Dを合成し、合成データDを生成する。この合成データDは、図1に示した三次元地形データDに相当するものとなっている。 The work of acquiring the three-dimensional terrain data D 1 to D N is performed by bringing a predetermined instrument (such as a three-dimensional scanner) to the site (measurement target area) and performing measurements, as will be described later. Therefore, in cases where the measurement work can be divided into multiple groups and performed in parallel, it is not necessary to acquire the three-dimensional terrain data D 1 to D N one by one, but multiple pieces can be acquired in parallel. You can also obtain them. When the last three-dimensional terrain data D N (Nth three-dimensional terrain data D N ) is acquired, as shown in step 600 in FIG. 2, the acquired N pieces of three-dimensional terrain data D 1 to D N is combined to generate combined data D. This composite data D corresponds to the three-dimensional terrain data D shown in FIG.

以下、図2における三次元地形データ取得工程S300と、三次元地形データ合成工程S600とについて詳しく説明する。
The three-dimensional terrain data acquisition step S300 and the three-dimensional terrain data synthesis step S600 in FIG. 2 will be described in detail below.

2.三次元地形データ取得工程
図3は、本発明の地形計測方法における三次元地形データの取得順の一例を示した図である。三次元地形データ取得工程は、計測対象領域におけるN個の区域α~α(図3の例では4個の区域α~α)のそれぞれに対応したN個の三次元地形データD~D(図3の例では4個の三次元地形データD~D)を取得していく工程となっている。このため、三次元地形データ取得工程には、区域αの三次元地形データDを取得するものから、区域αの三次元地形データD(図3の例では区域αの三次元地形データD)を取得するものまでのN個の工程(図3の例では4個の工程)がある。
2. Three-dimensional terrain data acquisition process FIG. 3 is a diagram showing an example of the order of acquisition of three-dimensional terrain data in the terrain measurement method of the present invention. The three-dimensional topographic data acquisition process involves acquiring N pieces of three-dimensional topographic data D corresponding to each of N areas α 1 to α N (four areas α 1 to α 4 in the example of FIG. 3) in the measurement target area. 1 to D N (in the example of FIG. 3, four three-dimensional terrain data D 1 to D 4 ) are acquired. Therefore, in the three-dimensional topographic data acquisition process, from obtaining three-dimensional topographic data D1 of area α1 to obtaining three-dimensional topographic data D1 of area αN (in the example of FIG. 3, three-dimensional topographic data DN of area α4 ). There are N steps (four steps in the example of FIG. 3) up to the one that acquires the terrain data D 4 ).

すなわち、計測対象領域をN個の区域α~αに分け、まず、区域αで計測を行って三次元地形データDを取得し、続いて、区域αで計測を行って区域αの三次元地形データDを取得し、その後、区域α~αN-1で順次計測を行って区域α~αN-1の三次元地形データD~DN-1を取得し、最後に、区域αで計測を行って区域αの三次元地形データDを取得するようになっている。 That is, the measurement target area is divided into N areas α 1 to α N , and measurement is first performed in area α 1 to obtain three-dimensional terrain data D 1 , and then measurement is performed in area α 2 to obtain the three-dimensional topographic data D 1. Obtain the three-dimensional topographical data D2 of α2 , and then sequentially measure in the areas α3 to αN-1 to obtain the three-dimensional topographical data D3 to DN-1 of the areas α3 to αN -1. Finally, measurement is performed in the area αN to obtain three-dimensional terrain data DN of the area αN .

計測対象領域をいくつの区域に分割するか(上記のNの値。以下においては、「計測対象領域の分割数N」と表記することがある。)は、2以上であれば、特に限定されない。計測対象領域の分割数Nは、通常、計測対象領域が広くなればなるほど、或いは、起伏の程度が激しくなればなるほど、又は、障害物が多ければ多いほど、増大する。本実施態様の地形計測方法においては、説明の便宜上、計測対象領域の分割数Nを4としているが、計測対象領域の分割数Nは、5以上、10以上、15以上、あるいは20以上と多くしても対応可能である。 The number of areas into which the measurement target area is divided (the value of N above; hereinafter, it may be referred to as "the number of divisions N of the measurement target area") is not particularly limited as long as it is 2 or more. . The number of divisions N of the measurement target area usually increases as the measurement target area becomes wider, the degree of ups and downs becomes more severe, or the more obstacles there are. In the terrain measurement method of this embodiment, for convenience of explanation, the number of divisions N of the measurement target area is set to 4, but the number of divisions N of the measurement target area may be 5 or more, 10 or more, 15 or more, or 20 or more. However, it is possible to deal with it.

一方、計測対象領域の分割数Nに特に上限はないが、通常、1000以下とされる。本実施態様の地形計測方法では、計測対象領域の単位面積(1アール)当たりの分割数Nを、1以下とすることや、0.5以下とすることや、0.3以下とすることや、0.1以下とすることや、0.05以下とすることも可能である。地形や後述する三次元スキャナーの性能などによっては、計測対象領域の1アール当たりの分割数Nを0.01以下(1つの区域を100アール以上)とすることも可能である。 On the other hand, although there is no particular upper limit to the number of divisions N of the measurement target area, it is usually set to 1000 or less. In the topography measurement method of this embodiment, the number of divisions N per unit area (1 are) of the measurement target area may be set to 1 or less, 0.5 or less, or 0.3 or less. , 0.1 or less, or 0.05 or less. Depending on the topography, the performance of the three-dimensional scanner described below, etc., it is possible to set the number of divisions N per area of the measurement target area to 0.01 or less (one area is 100 areas or more).

本実施態様の地形計測方法において、三次元地形データD~Dのそれぞれは、次のように取得される。まず、三次元地形データDを取得する手法について説明する。図4は、本発明の地形計測方法において三次元地形データDを取得する際のフローの一例を示したフローチャートである。三次元地形データDは、図4に示すように、マーカー設置工程S320と、マーカー座標取得工程S330と、スキャン工程S340とを経ることに取得される。
In the terrain measurement method of this embodiment, each of the three-dimensional terrain data D 1 to D 4 is acquired as follows. First, a method for acquiring the three-dimensional terrain data D1 will be explained. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the flow when acquiring three-dimensional terrain data D1 in the terrain measurement method of the present invention. As shown in FIG. 4, the three-dimensional terrain data D1 is acquired through a marker installation step S320, a marker coordinate acquisition step S330, and a scanning step S340.

2.1 マーカー設置工程
マーカー設置工程S320は、図3に示されるように、計測対象領域における区域αにおける少なくとも3つの点P1.1,P1.2,P1.3に、図5に示されるマーカー10を設置する工程となっている。図5は、本発明の地形計測方法で使用するマーカー10の一例を示した斜視図である。本実施態様の地形計測方法において、マーカー10を設ける点P1.1,P1.2,P1.3はいずれも、計測対象物である古墳(図3において網掛けハッチングで示した領域)上に配しているが、これに限定されず、計測対象物の周辺区域に設けることもできる。
2.1 Marker installation process As shown in FIG. 3, the marker installation process S320 is performed at at least three points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3 in area α 1 in the measurement target area, as shown in FIG. This is the step of installing the marker 10 shown in . FIG. 5 is a perspective view showing an example of the marker 10 used in the topographic measurement method of the present invention. In the topographical measurement method of this embodiment, the points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 at which the markers 10 are provided are all located on the ancient tomb that is the object to be measured (area indicated by hatching in FIG. 3). Although it is arranged above, it is not limited to this, and it can also be arranged in the surrounding area of the object to be measured.

マーカー10は、後述するように、それを設置した点の座標(点P1.1,P1.2,P1.3の座標)を計測される。このマーカー10は、三次元地形データD上でも特徴点として識別され、計測された座標が与えられる。すなわち、マーカー10は、三次元地形データDにおける異なる3点に座標を与えるための重要なものとなっている。このように、三次元地形データDにおける異なる3点の座標を決定すれば、その座標系における三次元地形データDの位置及び向きを一義的に決定することができる。 As will be described later, the coordinates of the point where the marker 10 is placed (coordinates of points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3 ) are measured. This marker 10 is also identified as a feature point on the three-dimensional topographical data D1 , and the measured coordinates are given. That is, the marker 10 is important for giving coordinates to three different points in the three-dimensional terrain data D1 . In this way, by determining the coordinates of three different points in the three-dimensional topographic data D1 , the position and orientation of the three-dimensional topographic data D1 in the coordinate system can be uniquely determined.

マーカー10を設置する3つの点P1.1,P1.2,P1.3は、同一直線上にない離散した地点が選択される。区域αに設置されるマーカー10は、後述するように、そのいずれもが、点S(図3)に設置した三次元スキャナーの視野に入る箇所に配置することが要求される。加えて、本実施態様の地形計測方法では、区域αに設置されるマーカー10は、そのいずれもが、点Q(図3)に設置したトランシットで計測できる箇所に配置することが要求される。 The three points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3 at which the markers 10 are installed are selected as discrete points that are not on the same straight line. As will be described later, the markers 10 installed in the area α 1 are required to be placed at locations within the field of view of the three-dimensional scanner installed at the point S 1 (FIG. 3). In addition, in the topography measurement method of this embodiment, all of the markers 10 installed in the area α 1 are required to be placed at locations where they can be measured by the transit installed at the point Q 1 (FIG. 3). Ru.

この点、本実施態様の地形計測方法では、マーカー10として、図5に示すように、地面に立設するための支柱11と、支柱の上部に支持されたマーカー表示部12とで構成されたものを用いている。マーカー表示部12は、後掲する図10に示されるように、三次元スキャナー20で認識される部分であるところ、このマーカー表示部12を支柱11によって地面よりも高い場所で支持することによって、マーカー表示部12と三次元スキャナー20との間に、樹木や雑草などの障害物や起伏がある場合であっても、三次元スキャナー20にマーカー表示部12を読み取らせることが可能となっている。 In this regard, in the topographic measurement method of this embodiment, the marker 10 is composed of a support 11 for standing on the ground and a marker display section 12 supported on the top of the support, as shown in FIG. using things. The marker display section 12 is a part that can be recognized by the three-dimensional scanner 20, as shown in FIG. Even if there are obstacles such as trees or weeds or undulations between the marker display section 12 and the three-dimensional scanner 20, the three-dimensional scanner 20 can read the marker display section 12. .

マーカー10における支柱11の下端からマーカー表示部12の中心Cまでの高さH(図5)は、特に限定されない。しかし、高さHを低くしすぎると、マーカー表示部12を高い位置で支持できなくなる。このため、高さHは、通常、30cm以上とされる。高さHは、50cm以上であることが好ましく、70cm以上であることがより好ましく、90cm以上であることがさらに好ましい。一方、高さHを高くしすぎると、マーカー10が大型化して持ち運びや設置作業をしにくいものとなる虞がある。このため、高さHは、通常、300cm以下とされる。高さHは、250cm以下であることが好ましく、200cm以下であることがより好ましい。本実施態様の地形計測方法において、高さHは100cmとしている。 The height H (FIG. 5) from the lower end of the support column 11 to the center C of the marker display section 12 in the marker 10 is not particularly limited. However, if the height H is made too low, the marker display section 12 cannot be supported at a high position. Therefore, the height H is usually 30 cm or more. The height H is preferably 50 cm or more, more preferably 70 cm or more, and even more preferably 90 cm or more. On the other hand, if the height H is set too high, the marker 10 may become large and difficult to carry and install. Therefore, the height H is usually 300 cm or less. The height H is preferably 250 cm or less, more preferably 200 cm or less. In the topographic measurement method of this embodiment, the height H is 100 cm.

マーカー10におけるマーカー表示部12には、三次元スキャナー20(図10)が識別可能な表示が施される。マーカー表示部12に施す表示は、通常、周囲の風景から浮き立つパターンや色彩が施される。本実施態様の地形計測方法においては、矩形状を為すマーカー表示部12を2行2列の矩形状の区画に分割し、それぞれの区画に白色と黒色を交互に配したパターンを上記の表示として施している。このパターンは、地面や樹木や雑草や岩や空の手前に位置する場合でも、三次元スキャナー20がそのパターンのみを容易に識別することができるものとなっている。 The marker display section 12 of the marker 10 is provided with a display that can be identified by the three-dimensional scanner 20 (FIG. 10). The display on the marker display section 12 is usually a pattern or color that stands out from the surrounding scenery. In the topographic measurement method of this embodiment, the rectangular marker display section 12 is divided into rectangular sections of 2 rows and 2 columns, and a pattern in which white and black are alternately arranged in each section is used as the above display. are giving. The three-dimensional scanner 20 can easily identify this pattern even if the pattern is located in front of the ground, trees, weeds, rocks, or the sky.

ところで、従来の地形計測方法では、マーカー10を効率的に設置できるように、事前の踏査の際などに、マーカー10を設置する箇所をよく吟味して決定する必要があった。しかし、マーカー10を設置する点P1.1,P1.2,P1.3が互いに遠く離れてしまうと、そのいずれかが点Sに設置した三次元スキャナーの視野に入らなくなるおそれや、そのいずれかが点Qに設置したトランシットで計測できなくなるおそれがある。このため、実際には、安全をみて、点P1.1,P1.2,P1.3の互いの距離を短くすることが行われていた。 By the way, in the conventional topographical measurement method, in order to efficiently install the marker 10, it is necessary to carefully examine and determine the location where the marker 10 is to be installed during a preliminary reconnaissance or the like. However, if the points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 where the markers 10 are installed are far apart from each other, there is a risk that one of them will not come into the field of view of the three-dimensional scanner installed at the point S 1 . , there is a possibility that the transit installed at point Q1 will not be able to measure any of them. For this reason, in practice, the distances between the points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 have been shortened for safety reasons.

しかし、点P1.1,P1.2,P1.3の互いの距離を短くすると、区域αにおける一部の狭い範囲にのみマーカー10が偏在して設置されるようになり、三次元地形データDの位置及び向きの決定精度が低下するおそれがある。また、区域αを広く確保できなくなり、計測対象領域全体の三次元形状を取得するために、多数の区域で計測を行わなければならなくなる(合成データDを得るために必要な三次元地形データの数が多くなる)おそれもある。 However, if the distance between the points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 is shortened, the markers 10 will be installed unevenly only in a narrow range in the area α 1 , and the third There is a possibility that the accuracy of determining the position and orientation of the original terrain data D1 may be reduced. In addition, it is no longer possible to secure a wide area α1 , and measurements must be performed in many areas in order to obtain the three-dimensional shape of the entire measurement target area (three-dimensional topographical data necessary to obtain composite data D). There is also a risk that the number of

これに対し、本実施態様の地形計測方法では、上述したように、マーカー10として、マーカー表示部12が支柱11の上部に支持されたものを用いており、マーカー表示部12を広い範囲から認識(視認)できるようにしている。このため、本実施態様の地形計測方法では、マーカー10の設置箇所を容易に決定できるだけでなく、計測対象領域全体の三次元形状を取得するために計測すべき区域の数を少なく抑えることも可能となっている。 In contrast, in the topographic measurement method of this embodiment, as described above, the marker display section 12 is supported on the upper part of the support column 11 as the marker 10, and the marker display section 12 is recognized from a wide range. (visual recognition). Therefore, in the topographical measurement method of this embodiment, not only can the installation location of the marker 10 be easily determined, but also the number of areas to be measured can be kept small in order to obtain the three-dimensional shape of the entire measurement target area. It becomes.

マーカー10は、その支柱11が鉛直方向(重力方向)に対して傾斜するように設置してもよいが、通常、その支柱11が鉛直方向に対して平行となるように設置される。本実施態様の地形計測方法においては、支柱11の方向を確認するための水準器(図示省略)をマーカー10に取り付けている。マーカー10における支柱11は、三脚などのマーカー支持手段40(図6を参照)によって鉛直方向に保つことができるようになっている。 Although the marker 10 may be installed so that its support 11 is inclined with respect to the vertical direction (the direction of gravity), it is usually installed so that its support 11 is parallel to the vertical direction. In the topography measuring method of this embodiment, a level (not shown) is attached to the marker 10 for confirming the direction of the support 11. The support column 11 of the marker 10 can be maintained in a vertical direction by a marker support means 40 (see FIG. 6) such as a tripod.

また、マーカー10としては、図5に示したもののほか、図6に示すものを使用することも好ましい。図6は、マーカー10の他例を示した斜視図である。図6のマーカー10は、水平角度調節機構14と、鉛直角度調節機構13とを備えたものとなっている。 In addition to the marker 10 shown in FIG. 5, it is also preferable to use one shown in FIG. 6. FIG. 6 is a perspective view showing another example of the marker 10. The marker 10 in FIG. 6 includes a horizontal angle adjustment mechanism 14 and a vertical angle adjustment mechanism 13.

水平角度調節機構14は、鉛直軸Lを中心としてマーカー表示部12を左右方向(図6における矢印A又は矢印Aの向き)に回動させることによって、マーカー表示部12の鉛直軸L回りの角度(水平角度)を調節することができるものとなっている。すなわち、マーカー表示部12の前面は、三次元スキャナー20から出射されるレーザー光が略垂直に入射するようになっていると、三次元スキャナー20に認識されやすくなるところ、図6のマーカー10では、マーカー表示部12を左右方向に回動させることによって、マーカー表示部12の前面を三次元スキャナー20から出射されるレーザー光に対して垂直又は垂直に近い状態となるように調節することができるようになっている。 The horizontal angle adjustment mechanism 14 adjusts the vertical axis L of the marker display section 12 by rotating the marker display section 12 in the left-right direction (in the direction of arrow A3 or arrow A4 in FIG. 6) about the vertical axis L2. It is possible to adjust the angle in two directions (horizontal angle). That is, if the laser beam emitted from the three-dimensional scanner 20 is made to enter the front surface of the marker display section 12 substantially perpendicularly, the front surface of the marker display section 12 will be easily recognized by the three-dimensional scanner 20. By rotating the marker display section 12 in the left-right direction, the front surface of the marker display section 12 can be adjusted to be perpendicular or nearly perpendicular to the laser beam emitted from the three-dimensional scanner 20. It looks like this.

水平角度調節機構14は、上記のような機能を発揮できるのであれば、その具体的な構成を特に限定されない。図6のマーカー10においては、支柱11の上端部に外嵌して支柱11の上端部を把持するクランプ14aと、クランプ14aを操作するクランプ操作手段14bによって、水平角度調節機構14を構成している。 The specific configuration of the horizontal angle adjustment mechanism 14 is not particularly limited as long as it can perform the above functions. In the marker 10 of FIG. 6, the horizontal angle adjustment mechanism 14 is composed of a clamp 14a that is fitted onto the upper end of the support 11 and grips the upper end of the support 11, and a clamp operation means 14b that operates the clamp 14a. There is.

この水平角度調節機構14では、クランプ操作手段14bを操作してクランプ14aを緩めると、マーカー10におけるクランプ14aよりも上側の部分(マーカー表示部12)を支柱11に対して左右方向に回転させ、マーカー表示部12の水平角度を調節できる状態となる一方、クランプ操作手段14bを操作してクランプ14aを締め付けると、マーカー10におけるクランプ14aよりも上側の部分(マーカー表示部12)を支柱11に対して左右方向に回動できないようにして、マーカー表示部12の水平角度を固定できるようになっている。 In this horizontal angle adjustment mechanism 14, when the clamp operating means 14b is operated to loosen the clamp 14a, the portion of the marker 10 above the clamp 14a (marker display section 12) is rotated in the left-right direction with respect to the column 11, While the horizontal angle of the marker display section 12 can be adjusted, when the clamp operation means 14b is operated to tighten the clamp 14a, the portion of the marker 10 above the clamp 14a (the marker display section 12) is moved against the support 11. The horizontal angle of the marker display section 12 can be fixed by preventing it from rotating in the left and right directions.

一方、鉛直角度調節機構13は、水平軸Lを中心としてマーカー表示部12を上下方向(図6における矢印A又は矢印Aの向き)に回動させることによって、マーカー表示部12の水平軸L回りの角度(鉛直角度)を調節することができるものとなっている。すなわち、既に述べたように、マーカー表示部12の前面は、三次元スキャナー20から出射されるレーザー光が略垂直に入射するようになっていると、三次元スキャナー20に認識されやすくなるところ、図6のマーカー10では、マーカー表示部12を上下方向に回動させることによって、マーカー表示部12の前面を三次元スキャナー20から出射されるレーザー光に対して垂直又は垂直に近い状態となるように調節することができるようになっている。 On the other hand, the vertical angle adjustment mechanism 13 rotates the marker display section 12 in the vertical direction (in the direction of arrow A1 or arrow A2 in FIG. 6 ) about the horizontal axis L1. The angle around the axis L1 (vertical angle) can be adjusted. That is, as already mentioned, if the laser beam emitted from the three-dimensional scanner 20 is made to enter the front surface of the marker display section 12 substantially perpendicularly, the front surface of the marker display section 12 will be easily recognized by the three-dimensional scanner 20. In the marker 10 of FIG. 6, by rotating the marker display section 12 in the vertical direction, the front surface of the marker display section 12 is made perpendicular or nearly perpendicular to the laser beam emitted from the three-dimensional scanner 20. It can be adjusted to.

鉛直角度調節機構13は、上記のような機能を発揮できるのであれば、その具体的な構成を特に限定されない。図6のマーカー10においては、支柱11の上端部(クランプ14aの上側部分)に固定される前面視「U」字状の支持フレーム13aと、マーカー表示部12の両側面に配される左右一対の側板部13bと、側板部13bを互いに連結してマーカー表示部12の背面側に固定される連結軸部13cと、左右の側板部13bに対して支持フレーム13aの左右のアーム部をそれぞれ回動可能な状態で連結する支軸部13dと、支持区部13dを締め付ける締付手段13eによって、鉛直角度調節機構13を構成している。 The vertical angle adjustment mechanism 13 is not particularly limited in its specific configuration as long as it can perform the above functions. The marker 10 in FIG. 6 includes a support frame 13a which is shaped like a "U" in front view and which is fixed to the upper end of the support column 11 (the upper part of the clamp 14a), and a pair of left and right support frames 13a arranged on both sides of the marker display section 12. The left and right arm portions of the support frame 13a are rotated with respect to the side plate portions 13b, the connecting shaft portion 13c that connects the side plate portions 13b to each other and is fixed to the back side of the marker display portion 12, and the left and right arm portions of the support frame 13a relative to the left and right side plate portions 13b. The vertical angle adjustment mechanism 13 is constituted by the supporting shaft portion 13d that is movably connected and the tightening means 13e that tightens the support section 13d.

この鉛直角度調節機構13では、締付手段13eを緩めると、支持フレーム13aに対して側板部13bが回転できるようにすることで、マーカー表示部12を上下方向に回転させ、マーカー表示部12の鉛直角度を調節できる状態となる一方、締付手段13eを締め付けると、支持フレーム13aに対して側板部13bが回転できないようにすることで、マーカー表示部12の鉛直角度を固定できるようになっている。 In this vertical angle adjustment mechanism 13, when the tightening means 13e is loosened, the side plate part 13b can be rotated with respect to the support frame 13a, so that the marker display part 12 can be rotated in the vertical direction. While the vertical angle can be adjusted, when the tightening means 13e is tightened, the vertical angle of the marker display section 12 can be fixed by preventing the side plate section 13b from rotating with respect to the support frame 13a. There is.

ただし、図6のマーカー10において、マーカー表示部12の水平角度や鉛直角度を調節する際に、マーカー表示部12の前面の中心Cの座標が変化すると、後述する三次元スキャナー20でマーカー表示部12をスキャンする際に、マーカー表示部12の中心Cの位置に誤差が生じるおそれや、トランシットでマーカー表示部12の座標を計測する際に、マーカー表示部12の中心Cの座標に誤差が生じるおそれがあり、計測対象領域の正確な三次元地形データDを取得できなくなる可能性がある。 However, in the marker 10 shown in FIG. 6, if the coordinates of the center C of the front surface of the marker display section 12 change when adjusting the horizontal angle or vertical angle of the marker display section 12, the marker display section 12 will be 12, an error may occur in the position of the center C of the marker display section 12, and when measuring the coordinates of the marker display section 12 in transit, an error may occur in the coordinates of the center C of the marker display section 12. There is a possibility that accurate three-dimensional topographical data D of the measurement target area cannot be obtained.

この点、図6に示すマーカー10では、鉛直軸Lと水平軸Lとが交わるようにしており、鉛直軸Lと水平軸Lとの交点に、マーカー表示部12の中心Cが位置するようにしている。このため、マーカー表示部12を鉛直軸L回りに回転させてマーカー表示部12の水平角度を調節したり、マーカー表示部12を水平軸L回りに回転させてマーカー表示部12の鉛直角度を調節したりする際に、マーカー表示部12の中心Cの位置が変わらないようにしている。 In this regard, in the marker 10 shown in FIG. 6, the vertical axis L2 and the horizontal axis L1 intersect, and the center C of the marker display section 12 is located at the intersection of the vertical axis L2 and the horizontal axis L1 . I'm trying to locate it. Therefore, the horizontal angle of the marker display section 12 can be adjusted by rotating the marker display section 12 around the vertical axis L2 , or the vertical angle of the marker display section 12 can be adjusted by rotating the marker display section 12 around the horizontal axis L1. The position of the center C of the marker display section 12 is kept unchanged when the marker display section 12 is adjusted.

また、図6に示すマーカー10では、図7に示すように、マーカー表示部12における背面の中心に、光反射部12aを設けている。図7は、図6のマーカー10におけるマーカー表示部12を水平軸L回りに180°回転させた状態を示した斜視図である。 Further, in the marker 10 shown in FIG. 6, as shown in FIG. 7, a light reflecting part 12a is provided at the center of the back surface of the marker display part 12. FIG. 7 is a perspective view showing the marker display section 12 of the marker 10 of FIG. 6 rotated by 180 degrees around the horizontal axis L1 .

というのも、マーカー10は、後述するマーカー座標取得工程S330(図4)において、トランシットの測定対象となるところ、マーカー表示部12の背面に光反射部12aを設けることによって、トランシットでマーカー10を測定しやすくすることが可能であるからである。光反射部12aは、トランシットからの出射光(通常、レーザー光)を反射できるものであれば特に限定されない。光反射部12aは、マーカー表示部12の背面に反射シール(図示省略)を貼り付けることなどで設けることができる。 This is because the marker 10 is the object of transit measurement in the marker coordinate acquisition step S330 (FIG. 4), which will be described later. This is because measurement can be made easier. The light reflecting section 12a is not particularly limited as long as it can reflect the light (usually laser light) emitted from the transit. The light reflecting section 12a can be provided by pasting a reflective sticker (not shown) on the back surface of the marker display section 12.

区域αにおいてマーカー設置工程S320(図4)を終える(区域αの点P1.1,P1.2,P1.3にマーカー10を設置し終える)と、続いて、区域αにおいてマーカー座標取得工程S330(図4)を行う。
When the marker installation step S320 (FIG. 4 ) is completed in the area α 1 (the markers 10 are finished being installed at the points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 in the area α 1 ), the marker installation step S320 (FIG. 4) is completed in the area α 1 . In step S330 (FIG. 4), marker coordinate acquisition step is performed.

2.2 マーカー座標取得工程
マーカー座標取得工程S330は、区域αにおいてマーカー10を設置した点P1.1,P1.2,P1.3の座標を取得する工程となっている。マーカー10を設置した点P1.1,P1.2,P1.3の座標は、GPSによって取得することもできるが、この場合には、上方が樹冠で覆われるなどしてGPS座標が取得しにくい箇所には、マーカー10を設置しにくくなる。
2.2 Marker coordinate acquisition step The marker coordinate acquisition step S330 is a step of acquiring the coordinates of the points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 where the markers 10 are installed in the area α 1 . The coordinates of the points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 where the markers 10 are installed can also be obtained by GPS, but in this case, the GPS coordinates may be It becomes difficult to install the marker 10 in a location that is difficult to obtain.

このため、本実施態様の地形計測方法においては、区域αのマーカー10を設置した点P1.1,P1.2,P1.3の座標をトランシットによる測定で取得するようにしている。具体的には、図8に示すように、マーカー座標取得工程S330を、トランシット設置工程S332と、トランシット座標取得工程S333と、マーカー座標測定工程S334とを経ることによって行っている。図8は、マーカー座標取得工程のフローの一例を示したフローチャートである。
For this reason, in the topography measurement method of this embodiment, the coordinates of the points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 where the markers 10 in the area α 1 are installed are acquired by measurement using a transit. . Specifically, as shown in FIG. 8, the marker coordinate acquisition step S330 is performed by passing through a transit installation step S332, a transit coordinate acquisition step S333, and a marker coordinate measurement step S334. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the flow of the marker coordinate acquisition process.

2.2.1 トランシット設置工程
トランシット設置工程S332は、区域α又はその付近にトランシットを設置する工程である。本実施態様の地形計測方法では、図3における点Qにトランシットを設置し、このトランシットで区域αの点P1.1,P1.2,P1.3の座標を取得するようにしている。点Qは、そこに設置したトランシットで、点P1.1,P1.2,P1.3に設置した全てのマーカー10のマーカー表示部12を測定できる箇所に配置する必要がある。
2.2.1 Transit installation process The transit installation process S332 is a process of installing a transit in or near area α1 . In the topography measurement method of this embodiment, a transit is installed at point Q 1 in FIG. 3, and the coordinates of points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 in area α 1 are acquired using this transit. ing. Point Q 1 needs to be placed at a location where the marker display parts 12 of all the markers 10 installed at points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 can be measured by the transit installed there.

ところで、トランシットは、角度を計測する測量機器の1つであり、「セオドライト」や「経緯儀」と呼ばれることもある。トランシットのなかには、目標までの距離を測る光波測距儀を備えたもの(いわゆるトータルステーション)もある。トランシットとしてトータルステーションを用いれば、目標までの距離と角度を同時に図ることができるため、トランシットに対するマーカー10の位置を容易且つ正確に測定することができる。本実施態様の地形計測方法でも、トランシットとしてトータルステーションを用いている。
By the way, a transit is a type of surveying instrument that measures angles, and is sometimes called a "theodolite" or a "theodolite." Some transits are equipped with light wave rangefinders (so-called total stations) that measure the distance to a target. If a total station is used as a transit, the distance and angle to the target can be measured at the same time, so the position of the marker 10 with respect to the transit can be easily and accurately measured. The topography measurement method of this embodiment also uses a total station as a transit.

2.2.2 トランシット座標取得工程
トランシット座標取得工程S333は、トランシットを設置した点Q(図3)の座標を取得する工程となっている。このトランシット座標取得工程S333は、以下の理由で必要である。すなわち、トランシットを設置する箇所は、通常、区域α~αごと(三次元地形データD~Dごと)に変わる。このため、トランシットの設置箇所を移すたびに、トランシットを設置した箇所の座標を取得していかないと、取得した三次元地形データD~Dの相対的な位置関係を把握できなくなるからである。
2.2.2 Transit coordinate acquisition process The transit coordinate acquisition process S333 is a process of acquiring the coordinates of the point Q 1 (FIG. 3) where the transit is installed. This transit coordinate acquisition step S333 is necessary for the following reasons. That is, the location where the transit is installed usually changes for each area α 1 to α 4 (for each three-dimensional terrain data D 1 to D 4 ). For this reason, each time the transit location is moved, unless the coordinates of the transit location are acquired, the relative positional relationship of the acquired three-dimensional terrain data D 1 to D 4 cannot be grasped. .

トランシットの座標(図3における点Qの座標)は、GPSによって取得することもできるが、この場合には、上方が樹冠で覆われるなどしてGPS座標が取得しにくい箇所には、トランシットを設置しにくくなる。したがって、トランシットの座標は、GPSではなく、以下のように、そのトランシットによる計測で取得することが好ましい。 The coordinates of the transit (the coordinates of point Q1 in Fig. 3) can also be obtained by GPS, but in this case, it is difficult to obtain the transit coordinates in a place where it is difficult to obtain GPS coordinates because the upper part is covered with a tree canopy. It becomes difficult to install. Therefore, it is preferable that the coordinates of a transit are obtained not by GPS but by measurement using the transit as described below.

すなわち、トランシット座標取得工程S333を、図9に示すように、基準点設置工程S333.2と、基準点座標取得工程S333.3と、トランシット座標測定工程S333.4とを経ることにより行うことが好ましい。図9は、トランシット座標取得工程のフローの一例を示したフローチャートである。
That is, as shown in FIG. 9, the transit coordinate acquisition step S333 can be performed by passing through the reference point setting step S333.2, the reference point coordinate acquisition step S333.3, and the transit coordinate measuring step S333.4. preferable. FIG. 9 is a flowchart showing an example of the flow of the transit coordinate acquisition process.

2.2.2.1 基準点設置工程
基準点設置工程S333.2(図9)は、計測対象領域又はその付近に基準点を設置する工程である。基準点は、通常、複数個所に設置される。本実施態様の地形計測方法では、計測対象物である古墳を取り囲むように、図3における点R,R,R,R,R,Rに基準点を設置するようにしている。基準点としては、従来の測量において用いられるミラーポールやプリズムポールなどを用いることができる。これらの基準点は、トランシットを設置した点Q,Q,Q,Qの座標を取得する際の基準として用いられるものとなっている。基準点設置工程S333.2(図9)は、上述したマーカー設置工程S320(図4)などに先立って予め行っておくことが好ましい。
2.2.2.1 Reference point setting step The reference point setting step S333.2 (FIG. 9) is a step of setting a reference point in or near the measurement target area. Reference points are usually installed at multiple locations. In the topography measurement method of this embodiment, reference points are set at points R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 in FIG. 3 so as to surround the burial mound that is the object to be measured. There is. As a reference point, a mirror pole, a prism pole, etc. used in conventional surveying can be used. These reference points are used as a reference when obtaining the coordinates of the points Q 1 , Q 2 , Q 3 , and Q 4 where the transits are installed. It is preferable that the reference point setting step S333.2 (FIG. 9) is performed in advance prior to the marker setting step S320 (FIG. 4) and the like described above.

基準点の設置数(点R,R,R,R,R,Rの総数)は、計測対象領域の広さなどによっても異なり、特に限定されない。しかし、トランシットは、いずれかの基準点が測定できる箇所に設置する必要があるところ、基準点の設置数が少なすぎると、トランシットの配置の自由度が低くなるおそれがある。このため、区域α~α(図3の例では区域α~α)に設置したマーカー10の総数(Nとする。)に対する基準点の設置数(Nとする。)の比N/Nは、0.1以上とすることが好ましい。比N/Nは、0.2以上とすることがより好ましく、0.3以上とすることがさらに好ましい。ただし、基準点の設置数を多くしすぎると、後述する基準点座標取得工程S333.3(図9)に要する労力が大きくなる。このため比N/Nは、通常、1以下とされる。
The number of reference points (total number of points R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 ) varies depending on the size of the measurement target area and is not particularly limited. However, transits must be installed at locations where any one of the reference points can be measured, and if too few reference points are installed, there is a risk that the degree of freedom in arranging the transits will be reduced. Therefore, the number of installed reference points (denoted as N 2 ) with respect to the total number of markers 10 (denoted as N 1 ) installed in areas α 1 to α N (in the example of FIG. 3, areas α 1 to α 4 ) is calculated as follows: The ratio N 2 /N 1 is preferably 0.1 or more. The ratio N 2 /N 1 is more preferably 0.2 or more, and even more preferably 0.3 or more. However, if the number of reference points installed is too large, the effort required for the reference point coordinate acquisition step S333.3 (FIG. 9), which will be described later, will increase. Therefore, the ratio N 2 /N 1 is usually set to 1 or less.

2.2.2.2 基準点座標取得工程
基準点座標取得工程S333.3(図9)は、基準点を設置した点R,R,R,R,R,R(図3)の座標をそれぞれ取得する工程である。基準点の座標は、計測対象領域が屋外である場合には、GPSを用いて取得することができる。本実施態様の地形計測方法においても、基準点の座標はGPSによって取得するようにしている。ただし、計測対象領域の上方に障害物が存在する場合や、計測対象領域が工場などの大規模な施設の屋内である場合などには、GPSを用いて基準点の座標を取得することができない場合がある。
2.2.2.2 Reference point coordinate acquisition process The reference point coordinate acquisition process S333.3 (FIG. 9) is performed at the points R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 ( This is the step of acquiring the coordinates of FIG. 3). The coordinates of the reference point can be acquired using GPS when the measurement target area is outdoors. Also in the terrain measurement method of this embodiment, the coordinates of the reference point are acquired by GPS. However, if there are obstacles above the measurement target area or if the measurement target area is indoors in a large facility such as a factory, it is not possible to obtain the coordinates of the reference point using GPS. There are cases.

この点、基準点の座標を表わす座標系は、マーカー10の座標(点P1.1,P1.2,P1.3などの座標)や、トランシットの座標(点Qなどの座標)と、同じ座標系であればよく、その座標系は、GPS座標系(地球上の緯度及び経度からなる座標系)など、絶対的な座標系である必要は特にない。したがって、屋内など、GPSを使用しにくい環境で基準点座標取得工程S333.3を実施する場合には、基準点を設置した点R,R,R,R,R,Rの相対的な位置を、トランシットやメジャーなどの測量器具を用いて測定し、これらの基準点(点R,R,R,R,R,R)で規定される座標系を用いて、マーカー10の座標やトランシットの座標を取得するようにするとよい。
The coordinate system representing the coordinates of this point and the reference point is the coordinates of the marker 10 (coordinates of points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3, etc.) and the coordinates of the transit (coordinates of point Q 1 , etc.) The coordinate system need not be an absolute coordinate system, such as a GPS coordinate system (a coordinate system consisting of latitude and longitude on the earth). Therefore, when performing the reference point coordinate acquisition step S333.3 in an environment where it is difficult to use GPS, such as indoors, the reference point coordinate acquisition step S333.3 is performed at the points R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 The relative position of is measured using a survey instrument such as a transit or tape measure, and the coordinate system defined by these reference points (points R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 ) It is preferable to obtain the coordinates of the marker 10 and the coordinates of the transit using the following.

2.2.2.3 トランシット座標測定工程
トランシット座標測定工程S333.4(図9)は、点R,R,R,R,R,R(図3)に設置された複数の基準点のうち、いずれかの基準点をトランシットで測定することによって、そのときのトランシットの座標を測定する工程である。本実施態様の地形計測方法では、図3における点Qに設置したトランシットで、点R,Rに設置した基準点を測定することで、点R,Rに対する点Qの位置、すなわち、トランシットの座標を測定するようにしている。トランシットの座標は、後方交会法などで求めることができる。
2.2.2.3 Transit coordinate measurement process The transit coordinate measurement process S333.4 (Fig. 9) is performed at points R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 (Fig. 3). This is a process of measuring the coordinates of the transit at that time by measuring one of the plurality of reference points with the transit. In the topography measurement method of this embodiment, the position of point Q 1 with respect to points R 1 and R 2 is measured by measuring the reference points installed at points R 1 and R 2 with a transit installed at point Q 1 in FIG. In other words, the coordinates of the transit are measured. The coordinates of the transit can be determined using the backward intersection method.

トランシット座標測定工程S333.4(図9)を終えると、トランシット座標取得工程S333(図8)が完了し、続いて、マーカー座標測定工程S334(図8)が行われる。
When the transit coordinate measurement step S333.4 (FIG. 9) is completed, the transit coordinate acquisition step S333 (FIG. 8) is completed, and subsequently, the marker coordinate measurement step S334 (FIG. 8) is performed.

2.2.3 マーカー座標測定工程
マーカー座標測定工程S334(図8)は、点Qに設置したトランシットによる測定で、点P1.1,P1.2,P1.3の座標を取得する工程である。既に述べたように、トランシットを設置した点Qの座標は、点R,Rなどに設けた基準点との関係から求められるため、このトランシットで点P1.1,P1.2,P1.3に設置したマーカー10を視準すれば、点P1.1,P1.2,P1.3の座標を求めることができる。マーカー座標測定工程S334を終えると、マーカー座標取得工程S330(図4)が完了し、続いて、スキャン工程S340が行われる。
2.2.3 Marker coordinate measurement step The marker coordinate measurement step S334 (FIG. 8) is a measurement using a transit installed at point Q1 to obtain the coordinates of points P1.1 , P1.2 , and P1.3 . This is the process of As already mentioned, the coordinates of the point Q 1 where the transit is installed are determined from the relationship with the reference points set at points R 1 , R 2 , etc. , P 1.3 , the coordinates of the points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3 can be determined. When the marker coordinate measurement step S334 is completed, the marker coordinate acquisition step S330 (FIG. 4) is completed, and then the scanning step S340 is performed.

2.3 スキャン工程
スキャン工程S340(図4)は、点P1.1,P1.2,P1.3(図3)に設置した全てのマーカーが視野に入る地点に三次元スキャナーを設置し、図10に示すように、三次元スキャナー20の周囲をスキャン(空間計測)する工程である。図10は、スキャン工程を行っている様子を示した図である。図10においては、図示の便宜上、区域α内における点P1.1,P1.2,P1.3に設置した3つのマーカー10のうち、点P1.3に設置したマーカー10の図示を省略している。
2.3 Scanning process In the scanning process S340 (Fig. 4), a three-dimensional scanner is installed at a point where all the markers placed at points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3 (Fig. 3) come into view. As shown in FIG. 10, this is a step of scanning the surroundings of the three-dimensional scanner 20 (spatial measurement). FIG. 10 is a diagram showing how the scanning process is performed. In FIG. 10, for convenience of illustration, among the three markers 10 installed at points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 in area α 1 , the marker 10 installed at point P 1.3 is shown. Illustration is omitted.

計測対象領域のうち、区域α(図3)でスキャン工程S340を行う場合、スキャナー20は、通常、区域αの中心付近か、区域αにおいてマーカー10を配置する点P1.1,P1.2,P1.3で形成される三角形の内側に設置する。本実施態様の地形計測方法において、区域αでスキャン工程を行う際には、スキャナー20を図3における点Sに設置するようにしている。また、区域αでスキャン工程を行う際には、スキャナー20を点Sに設置し、区域αでスキャン工程S340を行う際には、スキャナー20を点Sに設置し、区域αでスキャン工程を行う際には、スキャナー20を点Sに設置するようにしている。 When performing the scanning step S340 in the area α 1 (FIG. 3) in the measurement target area, the scanner 20 usually locates near the center of the area α 1 or at the point P 1.1 where the marker 10 is placed in the area α 1 . It is installed inside the triangle formed by P 1.2 and P 1.3 . In the topography measuring method of this embodiment, when performing the scanning step in area α1 , the scanner 20 is installed at point S1 in FIG. Furthermore, when performing the scanning process in area α 2 , the scanner 20 is installed at point S 2 , and when performing the scanning process S340 in area α 3 , the scanner 20 is installed at point S 3 , and when performing the scanning process S340 in area α 4 . When performing the scanning process, the scanner 20 is installed at point S4 .

三次元スキャナー20は、その周囲の地形の三次元形状を計測することができるものであれば、その種類を特に限定されるものではないが、通常、レーザー光などの光波を照射することによってその周囲の地形の三次元形状の計測を行う走査型の光波距離計(いわゆるレーザースキャナー)が用いられる。 The three-dimensional scanner 20 is not particularly limited in type as long as it can measure the three-dimensional shape of the surrounding terrain, but it usually measures the three-dimensional shape by emitting light waves such as laser light. A scanning optical distance meter (so-called laser scanner) is used to measure the three-dimensional shape of the surrounding terrain.

また、三次元スキャナー20の最大測定距離は、計測対象領域αの広さなどによっても異なり、特に限定されない。しかし、三次元スキャナー20の最大測定距離が短すぎると、計測対象領域の略全域の三次元形状を計測するためには、計測対象領域をより多くの区域に分割する必要が生じ、スキャン工程を行わなければならない区域の数が多くなる。このため、三次元スキャナー20の最大測定距離は、通常、10m以上とされる。三次元スキャナー20の最大測定距離は、30m以上であることが好ましく、50m以上であることがより好ましく、100m以上であるとさらに好ましい。三次元スキャナー20の最大測定距離の上限は、特に限定されるものではないが、通常、500~1000m程度である。 Further, the maximum measurement distance of the three-dimensional scanner 20 varies depending on the width of the measurement target area α, and is not particularly limited. However, if the maximum measurement distance of the three-dimensional scanner 20 is too short, in order to measure the three-dimensional shape of almost the entire area of the measurement target area, it becomes necessary to divide the measurement target area into more areas, which reduces the scanning process. The number of areas that must be covered increases. Therefore, the maximum measurement distance of the three-dimensional scanner 20 is usually 10 m or more. The maximum measurement distance of the three-dimensional scanner 20 is preferably 30 m or more, more preferably 50 m or more, and even more preferably 100 m or more. The upper limit of the maximum measurement distance of the three-dimensional scanner 20 is not particularly limited, but is usually about 500 to 1000 m.

本実施態様の地形計測方法においては、FARO社製のレーザースキャナーである「FARO Laser Scanner Focus3D」(型式:Focus3DX330)を三次元スキャナー20として用いている。この三次元スキャナー20は、最大測定距離が330mで、測定速度が最大976000点/秒で、範囲誤差が最大±2mmのものとなっている。また、この三次元スキャナー20におけるレーザー光出射部21(図10)は、点Sを通る鉛直軸Lを中心として矢印Aの向きに回転(走査)できるようになっており、その周囲360°の範囲が計測範囲に入るものとなっている。
In the topography measurement method of this embodiment, a laser scanner manufactured by FARO Corporation, "FARO Laser Scanner Focus 3D " (model: Focus 3D X330), is used as the three-dimensional scanner 20. This three-dimensional scanner 20 has a maximum measurement distance of 330 m, a maximum measurement speed of 976,000 points/second, and a maximum range error of ±2 mm. Further, the laser beam emitting unit 21 (FIG. 10) in this three-dimensional scanner 20 can rotate (scan) in the direction of arrow A 5 around the vertical axis L 2 passing through point S 1 . A range of 360° is included in the measurement range.

2.4 区域αのスキャン工程を終えた後
区域αにおいてスキャン工程S340(図4)を終えると、三次元スキャナー20には、区域αの三次元地形データDが取得された状態となっている。三次元地形データDを取得すると、他の三次元地形データD,D,Dも取得する(図2におけるステップS300,S400,S500を参照。)。他の区域α,α,αの三次元地形データD,D,Dは、区域αの三次元地形データDと同様の手順で取得する。
2.4 After finishing the scanning process of area α 1 When the scanning process S340 (FIG. 4) is finished in area α 1 , the 3D scanner 20 has acquired the 3D topographical data D 1 of area α 1 . It becomes. When the three-dimensional terrain data D 1 is acquired, other three-dimensional terrain data D 2 , D 3 , and D 4 are also acquired (see steps S300, S400, and S500 in FIG. 2). The three-dimensional topographical data D 2 , D 3 , D 4 of the other areas α 2 , α 3 , α 4 are obtained in the same procedure as the three-dimensional topographical data D 1 of the area α 1 .

ただし、本実施態様の地形計測方法において、区域αの三次元地形データDを取得する際には、図3における点P2.1,P2.2,P2.3に設置したマーカーを同図における点Sに設置した三次元スキャナーでスキャンするようにしており、区域αの三次元地形データDを取得する際には、図3における点P3.1,P3.2,P3.3に設置したマーカーを同図における点Sに設置した三次元スキャナーでスキャンするようにしており、区域αの三次元地形データDを取得する際には、図3における点P4.1,P4.2,P4.3に設置したマーカーを同図における点Sに設置した三次元スキャナーでスキャンするようにしている。区域α,α,α,αのうち、互いに隣接する区域においては、一部のマーカーを共用するように(例えば、図3における区域αと区域αとが重なった領域における同一地点に、点P1.2と点P2.1とを配置するなど)してもよい。 However, in the topography measurement method of this embodiment, when acquiring the three-dimensional topography data D 2 of the area α 2 , markers installed at points P 2.1 , P 2.2 , P 2.3 in FIG. is scanned by a three-dimensional scanner installed at point S2 in the figure, and when acquiring three-dimensional topographical data D3 of area α3 , points P3.1 , P3.1 in FIG . 2 , P 3.3 is scanned by a 3D scanner installed at point S 3 in the same figure, and when acquiring 3D topographical data D 4 of area α 4 , Markers placed at points P 4.1 , P 4.2 , and P 4.3 in the figure are scanned by a three-dimensional scanner placed at point S 4 in the figure. Among areas α 1 , α 2 , α 3 , α 4 , adjacent areas share some markers (for example, in the area where area α 1 and area α 2 overlap in FIG. For example, point P 1.2 and point P 2.1 may be placed at the same location.

また、本実施態様の地形計測方法においては、区域α内でマーカーを設置した点P2.1,P2.2,P2.3の座標は、図3における点Qに設置したトランシットで取得し、区域α内でマーカーを設置した点P3.1,P3.2,P3.3の座標は、図3における点Qに設置したトランシットで取得し、区域α内でマーカーを設置した点P4.1,P4.2,P4.3の座標は、図3における点Qに設置したトランシットで取得するようにしている。点Q,Q,Q,Qのうちいずれかに設置したトランシットから、2以上の区域に属する全てのマーカーが視野に入る場合には、それらの区域においては、トランシットを移動させることなく同じ地点からの測定で、それらの区域のマーカーの座標を取得することも可能である。 In addition, in the topography measurement method of this embodiment, the coordinates of points P 2.1 , P 2.2 , P 2.3 where markers are installed within area α 2 are the coordinates of points P 2.1 , P 2.2 , and P 2.3 where markers are installed within area α 2. The coordinates of points P 3.1 , P 3.2 , and P 3.3 , which were acquired at point Q 3 in FIG. The coordinates of points P 4.1 , P 4.2 , and P 4.3 where the markers were placed are acquired by the transit placed at point Q 4 in FIG. 3. If all markers belonging to two or more areas come into view from a transit placed at any of points Q 1 , Q 2 , Q 3 , or Q 4 , the transit may not be moved in those areas. It is also possible to obtain the coordinates of the markers in those areas by measuring from the same point instead.

さらに、本実施態様の地形計測方法においては、点Qに設置したトランシットの座標は、そのトランシットから点R,Rに設置した基準点を視準することで取得し、点Qに設置したトランシットの座標は、そのトランシットから点R,Rに設置した基準点を視準することで取得し、点Qに設置したトランシットの座標は、そのトランシットから点R,Rに設置した基準点を視準することで取得するようにしているが、これに限定されない。その地点に設置したトランシットで視準できる任意の基準点を用いてそのトランシットの座標を取得することができる。 Furthermore, in the terrain measurement method of this embodiment, the coordinates of the transit installed at point Q 2 are obtained by collimating the reference points installed at points R 3 and R 4 from the transit, and The coordinates of the installed transit are obtained by collimating the reference points installed at points R 4 and R 5 from that transit, and the coordinates of the transit installed at point Q 4 are obtained by collimating the reference points installed at points R 1 and R 6 from that transit. Although the information is acquired by sighting at a reference point set at , it is not limited to this. The coordinates of the transit can be obtained using any reference point that can be sighted by the transit installed at that point.

区域α~αの全てでスキャン工程S340(図4)を終え、区域α~αの全ての三次元地形データD~Dが取得できると(図2におけるステップS400で「YES」の方に進むと)、続いて、三次元地形データ合成工程S600を行う。
When the scanning step S340 (FIG. 4 ) is completed for all areas α 1 to α 4 and all three-dimensional topographical data D 1 to D 4 of areas α 1 to α 4 are acquired (“YES” in step S400 in FIG. 2), ''), then a three-dimensional terrain data synthesis step S600 is performed.

3.三次元地形データ合成工程
地形データ合成工程は、上述した三次元地形データ取得工程S300(図2)で取得された三次元地形データD~Dを合成して、計測対象領域における略全域の三次元地形データD(図1を参照)を得る工程である。図11は、三次元地形データ合成工程を行っている様子を示した図である。本実施態様の地形計測方法では、上述した三次元地形データ取得工程S300を全て終えた段階では、図11に示す三次元地形データD~Dが取得できているだけではなく、三次元地形データD~Dのそれぞれにおいてマーカーを設置した点の座標が少なくとも3点ずつ取得できた状態となっている。
3. 3D terrain data synthesis step The terrain data synthesis step synthesizes the 3D terrain data D 1 to D 4 acquired in the above-mentioned 3D terrain data acquisition step S300 (FIG. 2) to obtain data covering almost the entire area in the measurement target area. This is a step of obtaining three-dimensional topographical data D (see FIG. 1). FIG. 11 is a diagram showing how the three-dimensional terrain data synthesis process is performed. In the topography measurement method of this embodiment, when all the three-dimensional topography data acquisition steps S300 described above have been completed, not only the three-dimensional topography data D 1 to D 4 shown in FIG. 11 have been acquired, but also the three-dimensional topography In each of the data D 1 to D 4 , the coordinates of at least three points where markers are placed have been acquired.

このため、図11に示すように、共通の一の座標系(同図の例では、xyz座標系)に、区域α内でマーカーを設置した点P1.1,P1.2,P1.3の座標、区域α内でマーカーを設置した点P2.1,P2.2,P2.3の座標、区域α内でマーカーを設置した点P3.1,P3.2,P3.3の座標、及び、区域α内でマーカーを設置した点P4.1,P4.2,P4.3の座標をプロットし、区域αの三次元地形データDにおいてマーカーが識別された3つの点が前記一の座標系における点P1.1,P1.2,P1.3にそれぞれ重なり、区域αの三次元地形データDにおいてマーカーが識別された3つの点が前記一の座標系における点P2.1,P2.2,P2.3にそれぞれ重なり、区域αの三次元地形データDにおいてマーカーが識別された3つの点が前記一の座標系における点P3.1,P3.2,P3.3にそれぞれ重なり、区域αの三次元地形データDにおいてマーカーが識別された3つの点が前記一の座標系における点P4.1,P4.2,P4.3にそれぞれ重なるように、三次元地形データD~Dを前記一の座標系に重ねるだけで、図1に示す合成データDが生成される。 Therefore, as shown in FIG. 11, the points P 1.1 , P 1.2 , P where markers are placed within the area α 1 are located in a common coordinate system (xyz coordinate system in the example shown in the figure). Coordinates of 1.3 , points P 2.1 , P 2.2 , P 2.3 where markers are placed within area α 2 , points P 3.1 , P 3 where markers are placed within area α 3 .2 , P 3.3 coordinates and the coordinates of points P 4.1 , P 4.2 , P 4.3 where markers were installed in area α 4 are plotted, and three-dimensional topographical data of area α 1 is obtained. The three points where the marker was identified in D1 overlap the points P1.1 , P1.2 , P1.3 in the first coordinate system, and the marker is identified in the three-dimensional terrain data D2 of the area α2 . The three identified points overlap the points P 2.1 , P 2.2 , and P 2.3 in the one coordinate system, respectively, and the three identified markers in the three-dimensional terrain data D 3 of the area α 3 The points overlap points P 3.1 , P 3.2 , and P 3.3 in the first coordinate system, respectively, and the three points for which markers have been identified in the three-dimensional topographical data D 4 of area α 4 are in the first coordinate system. By simply superimposing the three-dimensional terrain data D 1 to D 4 on the one coordinate system so as to overlap the points P 4.1 , P 4.2 , and P 4.3 in the coordinate system, the composite data shown in FIG. 1 can be created. D is generated.

この三次元地形データ合成工程は、通常、コンピュータ上の処理で行われる。その合成作業に人手が介在するとしても、三次元地形データD~Dにおけるマーカーが識別された点の特定作業と、その点の座標の入力作業程度である。このため、合成作業には人為的なミスが介在しにくい。また、仮に人為的なミスが生じたとしても、合成データDを見れば、どの部分にミスが生じたのかを容易に把握して、速やかに修正することも可能である。 This three-dimensional topographical data synthesis step is usually performed on a computer. Even if the synthesis work requires manual intervention, the work is limited to the work of identifying points where markers are identified in the three-dimensional topographical data D 1 to D 4 and the work of inputting the coordinates of the points. Therefore, human error is less likely to occur in the synthesis work. Further, even if a human error occurs, by looking at the composite data D, it is possible to easily understand in which part the error has occurred, and to quickly correct it.

ところで、合成データD(図1)には、欠損領域が存在していても(合成後の三次元地形データD~Dに隙間が存在していても)よいが、できるだけ欠損領域のない連続した状態となっていることが好ましい。欠損領域は、計測対象領域の全面積のうち、30%以下となっていることが好ましく、20%以下となっていることがより好ましく、10%以下となっていることがさらに好ましい。本実施態様の地形計測方法では、三次元地形データDを生成した後に欠損領域があることが判明した場合でも、その欠損領域の再計測を比較的容易に行うことができる。
By the way, although it is okay for the synthesized data D (Fig. 1) to have missing areas (even if there are gaps in the 3D topographical data D 1 to D 4 after synthesis), it is preferable to avoid missing areas as much as possible. It is preferable that it be in a continuous state. The missing area is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, and even more preferably 10% or less of the total area of the measurement target area. In the terrain measurement method of this embodiment, even if it is found that there is a missing area after generating the three-dimensional terrain data D, the missing area can be remeasured relatively easily.

4.その他
合成データD(図1)は、上記のスキャン工程S340(図4)においてデジタルデータとして取得された三次元地形データD~Dから、樹木、雑草又は岩などの障害物をソフト的に(デジタル処理で)除去したものとすることもできる。これにより、合成データDを、障害物を含まないもの(実質的に地表のみが表されたもの)とすることができる。この処理(以下において、「障害物除去処理」と呼ぶことがある。)は、スキャン工程S340以降であれば、いずれのタイミングで行ってもよい。ただし、三次元地形データ合成工程S600を行う前に障害物除去処理を行うと、三次元地形データD~Dにおける重なった部分の障害物除去処理が重複して行われることになり、非効率的である。このため、障害物除去処理は、三次元地形データ合成工程S600の完了後に行うことが好ましい。
4. Others The composite data D (Figure 1) is created by removing obstacles such as trees, weeds, or rocks from the three-dimensional terrain data D 1 to D 4 acquired as digital data in the above-mentioned scanning process S340 (Figure 4). It can also be removed (digitally). Thereby, the composite data D can be made to be one that does not include obstacles (substantially only the ground surface is represented). This process (hereinafter sometimes referred to as "obstacle removal process") may be performed at any timing after the scanning step S340. However, if the obstacle removal process is performed before performing the three-dimensional terrain data synthesis step S600, the obstacle removal process for the overlapping portions of the three-dimensional terrain data D 1 to D 4 will be performed redundantly, and the Efficient. Therefore, it is preferable that the obstacle removal process is performed after the three-dimensional terrain data synthesis step S600 is completed.

障害物除去処理は、その具体的な方法(ソフト)を特に限定されないが、通常、三次元で取得された点群のデータ(三次元点群データ)に処理を施すことのできる三次元点群データ処理ソフトが用いられる。本実施態様の地形計測方法においては、Elysium社製の三次元点群データ処理ソフト「InfiPoints」のノイズ除去機能(地面抽出機能)を用いてパソコン上で障害物除去処理を行っている。
Although the specific method (software) for obstacle removal processing is not particularly limited, it is usually performed using a three-dimensional point cloud that can process point cloud data acquired in three dimensions (three-dimensional point cloud data). Data processing software is used. In the terrain measurement method of this embodiment, obstacle removal processing is performed on a personal computer using the noise removal function (ground extraction function) of the three-dimensional point cloud data processing software "InfiPoints" manufactured by Elysium.

5.用途
本実施態様の地形計測方法を用いると、計測対象物(計測対象領域)の三次元地形データD(図2を参照)の誤差を数mm程度に抑えることも可能であるため、得られた三次元地形データDは、計測対象物の各種分析や各種研究に有効に活用することができる。例えば、古墳の三次元地形データDからは、古墳の寸法形状や向きなどの基本的な情報だけでなく、地面が削られた跡や土が盛られた場所を高精度に識別することも可能であるため、盗掘の痕跡など、詳細な情報を得ることも可能になる。
5. Purpose
By using the topographical measurement method of this embodiment, it is possible to suppress the error in the three-dimensional topographical data D (see FIG. 2) of the measurement object (measurement target area) to about several mm. The original topographical data D can be effectively utilized for various analyzes and various studies of measurement objects. For example, from the three-dimensional topographical data D of a tumulus, it is possible to not only obtain basic information such as the size and shape of a tumulus and its orientation, but also to identify with high precision the marks where the ground has been scraped and the places where soil has been piled up. This makes it possible to obtain detailed information such as traces of grave theft.

本発明の地形計測方法は、古墳の調査だけでなく、ゴルフ場の建設予定地の調査や、ダムの建設予定地の調査など、土木分野などの各種分野において有効に用いることができる。また、本発明の地形計測方法は、屋外だけでなく、屋内空間の三次元形状を計測する場合にも用いることができる。例えば、工場などの建物の現況調査(壁や天井などにヒビ割れなどの問題が生じていないかの調査や、配管の位置の調査など)に用いることができる。
The topography measurement method of the present invention can be effectively used not only for investigating ancient tombs, but also in various fields such as civil engineering, such as investigating planned construction sites for golf courses and dam construction sites. Furthermore, the topography measurement method of the present invention can be used not only outdoors but also when measuring the three-dimensional shape of an indoor space. For example, it can be used to investigate the current condition of buildings such as factories (investigating whether there are any problems such as cracks in walls or ceilings, investigating the location of piping, etc.).

10 マーカー
11 支柱
12 マーカー表示部
12a 光反射部
13 鉛直角度調節機構
13a 支持フレーム
13b 側板部
13c 連結軸部
13d 支軸部
13e 締付手段
14 水平角度調節機構
14a クランプ
14b クランプ操作手段
20 三次元スキャナー
21 レーザー光出射部
40 マーカー支持手段
D 三次元地形データ(合成後)
~D 三次元地形データ(合成前)
~P マーカーを設置する点
~Q トランシットを設置する点
~R 基準点を設置する点
~S 三次元スキャナーを設置する点
α~α 区域(計測対象領域)
10 Marker 11 Support 12 Marker display section 12a Light reflecting section 13 Vertical angle adjustment mechanism 13a Support frame 13b Side plate section 13c Connection shaft section 13d Support shaft section 13e Tightening means 14 Horizontal angle adjustment mechanism 14a Clamp 14b Clamp operation means 20 Three-dimensional scanner 21 Laser light emitting unit 40 Marker support means D Three-dimensional terrain data (after synthesis)
D 1 to D 4 3D terrain data (before synthesis)
P 1 to P 4 Points to install markers Q 1 to Q 4 Points to install transits R 1 to R 6 Points to install reference points S 1 to S 4 Points to install 3D scanners α 1 to α 4 areas ( measurement target area)

Claims (3)

三次元スキャナーによるスキャンで得た複数の三次元地形データD~D(Nは2以上のある整数)を合成することによって、樹冠で覆われた区域を有する計測対象領域における略全域の三次元地形データを得る地形計測方法であって、
三次元地形データDを、
計測対象領域のうち、三次元地形データDに対応する区域における少なくとも3つの点P1.1,P1.2,P1.3にマーカーを設置するマーカー設置工程と、
一の座標系における点P1.1,P1.2,P1.3の座標を取得するマーカー座標取得工程と、
点P1.1,P1.2,P1.3に設置した全てのマーカーが視野に入る地点に三次元スキャナーを設置し、三次元スキャナーの周囲をスキャンするスキャン工程と
を経て取得し、
以降の三次元地形データD~Dも、三次元地形データDと同様の工程を経て取得し、
三次元地形データD~Dを取得する際のそれぞれのマーカー座標取得工程で取得したマーカーの座標を基準として、三次元地形データD~Dを前記一の座標系に配置していくことで、三次元地形データD~Dを合成するとともに、
三次元スキャナーによるスキャンに先立って、
計測対象領域又はその付近における樹冠で覆われていない箇所に複数の基準点を設置する基準点設置工程と、
前記一の座標系における前記複数の基準点の座標をGPSを用いて取得する基準点座標取得工程と
を予め行っておき、
三次元地形データD を取得する際のマーカー座標取得工程を、
三次元地形データD に対応する区域又はその付近にトランシットを設置するトランシット設置工程と、
前記複数の基準点のうちいずれかの基準点をトランシットで計測することによって、前記一の座標系におけるトランシットを設置した点の座標を取得するトランシット座標取得工程と、
トランシットによる測定によって前記一の座標系における点P 1.1 ,P 1.2 ,P 1.3 の座標を取得するマーカー座標測定工程と
を経ることによって行い、
以降の三次元地形データD ~D を取得する際のマーカー座標取得工程及びトランシット座標取得工程も、それぞれ、三次元地形データD を取得する際のマーカー座標取得工程及びトランシット座標取得工程と同様の手順を経て行う
ことを特徴とする地形計測方法。
By combining multiple pieces of 3D topographical data D 1 to D N (N is an integer greater than or equal to 2) obtained by scanning with a 3D scanner, 3D data can be obtained over approximately the entire area covered by the tree canopy. A topographic measurement method for obtaining original topographic data,
Three-dimensional terrain data D1 ,
A marker installation step of installing markers at at least three points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3 in the area corresponding to the three-dimensional topographical data D 1 in the measurement target area;
a marker coordinate acquisition step of acquiring the coordinates of points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3 in one coordinate system;
A three-dimensional scanner is installed at a point where all the markers installed at points P 1.1 , P 1.2 , P 1.3 come into view, and the area around the three-dimensional scanner is scanned.
The subsequent three-dimensional terrain data D2 to DN are also obtained through the same process as the three-dimensional terrain data D1 ,
The three-dimensional terrain data D 1 to D N are arranged in the first coordinate system based on the coordinates of the markers acquired in the respective marker coordinate acquisition steps when acquiring the three-dimensional terrain data D 1 to D N. In this way, the three-dimensional terrain data D 1 to D N are synthesized , and
Prior to scanning with a 3D scanner,
a reference point setting step of installing a plurality of reference points in locations not covered by tree canopies in or near the measurement target area;
a reference point coordinate obtaining step of obtaining coordinates of the plurality of reference points in the one coordinate system using GPS;
Do this in advance,
The marker coordinate acquisition process when acquiring three-dimensional terrain data D1 is as follows :
a transit installation step of installing a transit in or near an area corresponding to three-dimensional topographical data D1 ;
a transit coordinate acquisition step of acquiring the coordinates of a point where the transit is installed in the one coordinate system by measuring one of the plurality of reference points with the transit;
a marker coordinate measuring step of acquiring the coordinates of points P 1.1 , P 1.2 , and P 1.3 in the one coordinate system by measurement using a transit;
done by going through
The subsequent marker coordinate acquisition step and transit coordinate acquisition step when acquiring the three-dimensional terrain data D 2 to D N are also the same as the marker coordinate acquisition step and transit coordinate acquisition step when acquiring the three-dimensional terrain data D 1 , respectively. Do it through similar steps
A terrain measurement method characterized by:
マーカー設置工程で設置するマーカーとして、
地面に立設するための支柱と、
支柱の上部に配され、マーカー座標取得工程で座標が取得される座標取得点が設けられたマーカー表示部と
で構成されたものを用いる請求項記載の地形計測方法。
As a marker installed in the marker installation process,
A support for standing on the ground,
2. The terrain measuring method according to claim 1 , comprising: a marker display section disposed on the top of the support column and provided with a coordinate acquisition point whose coordinates are acquired in the marker coordinate acquisition step.
マーカー設置工程で設置するマーカーとして、マーカー表示部における座標取得点の位置を動かさない状態でマーカー表示部の向きを水平方向及び鉛直方向に調節できるものを用いる請求項記載の地形計測方法。 3. The topography measuring method according to claim 2 , wherein the marker installed in the marker installation step is one whose orientation of the marker display section can be adjusted in the horizontal and vertical directions without moving the position of the coordinate acquisition point on the marker display section.
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